Guia1 lab instrumentacion

UNIVERSIDAD DEL VALLE - FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
ÁREA DE INFORMÁTICA INDUSTRIAL
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
El Amplificador de Instrumentación
**** Lea completamente esta guía antes de realizar la práctica ****
1. OBJETIVOS

3. GENERALIDADES

1.1. Conocer la estructura y las ventajas de uno
de los circuitos más usados en circuitosdestinados a medir variables físicas: el
amplificador de instrumentación.
1.2. Determinar la linealidad de un amplificador
de instrumentación montado con componentes
discretos.
1.3. Determinar el comportamiento de la razón
de rechazo de modo común (CMRR) del
amplificador
montado,
para
diferentes
ganancias y frecuencias.
1.4. Intentar medir la impedancia de entrada
diferencial del amplificador montado.1.5. Conocer el comportamiento de un
amplificador de instrumentación con entrada
flotante.
1.6. Adquirir un conocimiento más profundo
sobre la disponibilidad y las posibles
aplicaciones
de
un
amplificador
de
instrumentación.

El amplificador de instrumentación es una de las
configuraciones más útiles, versátiles y precisas
disponibles en la actualidad. En su versión más
conocida, está constituidobásicamente por tres
amplificadores operacionales y al menos siete
resistencias, como se muestra en la figura No.1.

2. COMPONENTES
LABORATORIO
•

Y

EQUIPO

Obsérvese que básicamente el circuito está
conformado por la conexión de dos amplificadores
no inversores a un restador básico. El amplificador
A3 y sus cuatro resistencias forman un restador, en
el que se requiere que R1.R4 = R3.R2.

DE

Parael desarrollo de la práctica se debe llevar
montado en protoboard el amplificador de
instrumentación con componentes discretos (ver
figura 1). Los demás componentes y el equipo
de laboratorio serán determinados según los
requerimientos de cada experimento.

* El apartado 3 que se encuentra a continuación,
se incluye para satisfacer parcialmente el objetivo
#1 de la práctica. La satisfacción totaldel objetivo
se logra consultando material adicional sobre el
tema.

Figura No. 1. Amplificador de Instrumentación
Cuando se cumple esta condición en el restador, la
relación entre el voltaje de salida del amplificador
A3 (Vo) y los voltajes de entrada V1 y V2 está
dada por la ecuación (1):

 Ra + Rb + RG  R3 
Vo = 
 (V 2 − V 1)
RG

 R1 

eq(1)

Si se cumple la condición Ra = Rb

.Laboratorio de Instrumentación Electrónica
1

 2 Ra  R3 
Vo = 1 +
 (V 2 − V 1)
RG  R1 


En algunos textos a la relación RG/Ra se la
denomina "a"; y en el caso que R3 = R1 (ganancia
unitaria del amplificador restador) se tiene que:
Vo = (1 + 2/a)(V2-V1)

eq(3)

Obsérvese que con la variación de una sola
resistencia (RG), se puede variar la ganancia total
del circuito.
Algunas de lascaracterísticas más importantes del
amplificador de instrumentación se listan a
continuación:
−

La ganancia de voltaje, desde la entrada
diferencial (V2-V1) a la salida de extremo único
se establece con la variación de una sola
resistencia.
− La resistencia de entrada es muy alta y no
cambia al variar la ganancia.
− Vo depende sutilmente del voltaje común a V1 y
V2; la dependencia principal es de sudiferencia
(voltaje diferencial).
− El apareamiento de resistencias del amplificador
restador es fundamental para lograr un buen
CMRR del circuito.
En el anterior análisis se ha supuesto que el circuito
es simétrico, es decir, las resistencias asociadas al
amplificador A1 son exactamente iguales a las
asociadas con el amplificador A2; que el
amplificador restador tiene ganancia unitaria yapareamiento perfecto de las resistencias. Además
el voltaje offset de los amplificadores debe ser igual
para A1 y A2 y debe ser muy pequeño para los tres
amplificadores.
En la realidad, aunque puede resultar más
económico, implementar un amplificador de
instrumentación discreto trae sus inconvenientes,
como por ejemplo:
•

amplificador de instrumentación ya no será un
circuito simétrico y que la...