Amplificadores De Instrumentacion

AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACION



Existe la necesidad de medir señales muy pequeñas del orden de microvoltios o pocos milivoltios en la presencia de comparativamente grandes señales de ruido provenientes de distintas fuentes, como pueden ser motores, tubos de iluminación, etc. Debido a esto se han diseñado amplificadores que permiten realizar estas tareas los cuales son los amplificadoresde instrumentación.

Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales, los amplificadores de instrumentación surgen básicamente ante la necesidad de medir voltajes de un nivel muy bajo en presencia de señales no deseadas como el ruido. También es llamado amplificador transductor, amplificador de error o amplificador de puente. Estosdispositivos son de precisión de ganancia de voltaje diferencial que se optimiza para funcionar en un medio hostil de precisión, están hechos para emplearse siempre que sea difícil la adquisición de una señal útil.

Estos amplificadores  están diseñados para tener una alta impedancia de entrada y un alto rechazo al modo común (CMRR). Cuando los voltajes de entrada en un amplificador operacional V1y V2 son iguales existe una pequeña señal de salida la cual debería de ser cero, de esta manera el CMRR es una medida del rechazo que ofrece la configuración del circuito a la entrada de voltajes comunes, este es positivo y se mide en decibelios. Se puede construir a base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado (por ejemplo en el INA114 o el AD620).

Las característicasprincipales de estos amplificadores son:

• Usa amplificadores diferenciales con una ganancia diferencial precisa y estable generalmente en el rango de 1 a 1000

• Ganancia diferencial en lazo cerrado estable que se puede ajustar externamente sin modificar sus característica de entrada

• Una impedancia de entrada muy alta para que su ganancia no se vea afectada por la carga cuandose conecta a su salida.

• Bajo nivel de voltaje de offset del amplificador y baja deriva en el tiempo y con la temperatura a fin de poder trabajar con señales de corriente continua muy pequeñas.

• Una razón de rechazo al rizado a la fuente de alimentación muy alto

• Poseen un CMRR alto tanto en corriente continua como a las frecuencias a las que pueda aparecer ruido en modocomún a la entrada.

• Baja impedancia de salida

• Voltajes de entrada en modo común altas




Los amplificadores de instrumentación están construidos por amplificadores operacionales debido a que un amplificador operacional es muy versátil de manera que se puede utilizar tanto como amplificador inversor o como un no inversor, por ejemplo si a la entrada de un amplificadoroperacional se tiene que la entrada V2 del amplificador operacional es igual a cero y la entrada V1 es diferente de cero se tendrá a la salida el voltaje V1 multiplicado por el factor de ganancia lo que hace que el amplificador funcione como un no inversor

Vo= G V1 donde G es el factor de ganancia y V1 el voltaje de entrada.

Si se tuviera lo contrario a lo dichoanteriormente es decir que V2 sea diferente de cero y que V1 sea igual a cero la salida será a V2 multiplicada por un factor de ganancia pero en este caso si funcionará como un amplificador inversor.

Vo= - G V2

Si estas dos entradas fueran diferentes de cero el amplificador amplificaría el resultado de la diferencia de estas dos entradas lo que seconvierte en una ventaja para trabajar con este tipo de dispositivos.

El circuito básico de un amplificador de instrumentación usa tres amplificadores operacionales

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En anterior circuito es la configuración básica de un amplificador de instrumentación, este circuito esta formado por una primera etapa con entrada diferencial de alta impedancia la cual amplificara únicamente...