Benötigen Sie Hilfe beim Verhalten von Instrumentationsverstärkern

Ich habe mich gefragt, ob mir jemand helfen könnte zu verstehen, warum dieser Instrumentationsverstärker nicht so funktioniert, wie ich denke, dass er sollte. Der Verstärker ist ein INA155.

Meine Absicht ist, dass, wenn eine Spannung (positiv oder negativ) über die Eingangspins angelegt wird, ich den gleichen Wert sehen sollte, multipliziert mit 10 (da dieser Verstärker eine Verstärkung von 10 hat) am Ausgangspin relativ zum Ref-Pin . Ich habe eine virtuelle Masse mit einer 2,5-V-Referenz am Ref-Pin. Ich habe einige Tiefpass-RC-Filter am Eingang. Schließlich möchte ich die Ausgangsspannung mit einem ADC lesen.

Ich habe die Schaltung in diesem Bild mit Steckbrettern:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe den Referenz- und Ausgangspin an ein Multimeter angeschlossen. Ich versorge es mit einem Benchtop-Netzteil. Ich habe noch keine Spannung an die Eingangspins angelegt, weil ich dachte, ich würde zuerst die Offsetspannung testen, indem ich den Ausgang messe, wenn die Eingangspins miteinander kurzgeschlossen sind. Es sollte eine Spannung nahe 0 anzeigen, mit einem kleinen Offset, richtig???

Was ich sehe, ist, dass die Ausgangsspannung in der Nähe der Schiene beginnt (also messe ich genau 2,5 V auf dem Messgerät, da der Ref-Pin an 2,5 V gebunden ist), dann beginnt sie im Laufe von Minuten langsam zu driften, bis Die Spannung am Messgerät schwebt zwischen dem Ausgang und dem Referenzstift zwischen 200 und 300 mV. Die Stabilität hat zugenommen, seit ich den Tiefpassfilter hinzugefügt habe, aber die Ausgabe macht (zumindest für mich) keinen Sinn.

Kann mir jemand erklären, warum ich das sehe? Es gibt offensichtlich eine Lücke in meinem Verständnis dieser Verstärker. Bisher habe ich nur mit einem Unity Gain Buffer gearbeitet. Ich versuche nur, einen einfachen Puffer zum Messen eines Signals zu entwerfen, hauptsächlich DC, das bipolar sein kann.

Suchen Sie nach Tipps oder Hilfe dabei oder sogar nach einem anderen Ansatz, um dasselbe zu erreichen. Ich bin gezwungen, mit einer einzigen 5-V-Versorgung zu arbeiten, daher die virtuelle Masse von 2,5 V, aber ich muss sowohl positive als auch negative Spannung messen. Ich habe dies mit zusätzlichen Widerständen vom Eingang bis 2,5 V für einen Rückweg versucht, aber der Ausgang hat sich nicht geändert.

Danke!!

Eine andere Anmerkung, ich habe Vorbehalte gegen Ihre Schaltung, die den REF-Pin ansteuert. Siehe hier und hier .

Antworten (2)

Das Problem ist, dass Sie keine Spannung an die Eingänge anlegen, wodurch sie "schweben". Instrumentenverstärker haben normalerweise einen sehr niedrigen Eingangsruhestrom im Pico-Volt-Bereich (was bedeutet, dass sie Pico-Volt benötigen, um eine Messung durchzuführen). Oft ist dies in der Nähe von Strömungen, die durch die Luft fließen.

Wahrscheinlich gibt es nicht viel Widerstand durch die Kappen und Sie sehen die Leckage durch sie hindurch.

Legen Sie etwas Spannung an die Eingänge (oder in Ihrem Fall die Widerstände vor den Eingängen) und das Problem sollte verschwinden.

Bearbeiten: Ja, der INA155 hat einen sehr niedrigen Eingangsruhestrom:

NIEDRIGER EINGANGSBIASSTROM: 0,2 pA

Wenn Sie das Filter nicht hätten, könnten Sie mit der Hand über die Eingänge schwenken, und der Wert des Verstärkers würde sich durch die Belastung Ihrer Hand ändern.

Verbinden Sie die Eingänge mit etwas, das nicht wie Masse oder eine Spannungsreverenz schwebt. (Eine 1,5-V-Batterie macht manchmal Spaß für eine Spannungsquelle.) Ich habe vergessen, dass Sie eine Verstärkung von zehn hatten. Sie müssten Ihre 1,5-V-Batterie mit einem 10-zu-1-Widerstandsabschwächer unterteilen.

Also hatte ich versucht, genau das zu tun, was Sie sagten, und meine Eingänge (vor dem Filter) mit 47k-Widerständen an die 2,5-V-Referenz anzuschließen. Aber ich habe immer noch den gleichen Effekt bemerkt. Ich habe auch versucht, sie nach dem Filter anzuschließen, und die Ausgabe war die gleiche. Habe ich es nur mit einem zu niedrigen Vorspannungsstrom zu tun, um praktisch ein Steckbrett zu haben?
Wenn Sie beide Eingänge an 2,5 anschließen, ist das Ergebnis nahe Null. Der INA155 kann aufgrund des Gleichtaktbereichs (der ~ 0,2 bis 0,3 V beträgt) keine Null ausgeben. Sie können also entweder die geerdete Schiene auf eine negative Schiene verschieben (sogar -1 V würde funktionieren) ODER eine Spannungsquelle finden, die weniger als 0,45 V und mehr als 0,03 V beträgt.
Wenn ich beide Eingänge direkt an 2,5 anschließe, messe ich etwa 150 mV, obwohl es sich viel bewegt. Ich habe keine negative Schiene zur Verfügung. Wenn Sie von einer Spannungsquelle <0,45 und >0,03 sprechen, sprechen Sie von der Referenzspannung? Können Sie dies näher erläutern oder auf eine Seite im Datenblatt verweisen? Entschuldigung für meine völlige Unwissenheit in dieser Hinsicht!!
Ja, schauen Sie sich das Diagramm des Gleichtaktbereichs des Eingangs im Vergleich zur Referenzspannung an. Die Gleichung besagt, dass Sie 0,25 bis 4,75 wären (durch Ersetzen von 0 für V-, 5 für V + und 2,5 für Ref.). Dies ist auch mit einer Verstärkung von 10. Der Gleichtaktbereich gilt für den Ausgang des Verstärkers, wenn Sie den Bereich am Eingang finden möchten, teilen Sie ihn durch 10
Wenn beide Eingänge an 2,5 angeschlossen sind, sollte Ihre Ausgangsspannung eigentlich 2,5 Volt betragen. Sie befinden sich in der Mitte Ihres Gleichtaktbereichs und die Ausgangsspannung beträgt 0 Volt (differentiell) x 10, bezieht sich jedoch auf 2,5 Volt. Ich würde nach Wackelkontakt suchen.
Ich bin mir nicht sicher, warum es nicht funktionierte, aber als ich den Operationsverstärker gegen einen AD620 auswechselte, begann es perfekt zu funktionieren.
Nun, wenn Sie die Datenblätter durchsehen, hat der INA155 einen Gleichtaktbereich, und der Gleichtaktbereich des AD620 beträgt ± V oder ist gut für den gesamten Bereich, sodass es keine Gleichtaktprobleme gibt.

Der Eingangs-Gleichtaktbereich mit einer 5,5-V-Versorgung und einer Verstärkung von 10 ist laut Datenblatt wie folgt :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Am oberen Ende wird es mit einer 5,0-V-Versorgung etwas enger.

Bei einer 2,5-V-Referenz müssen Ihre Eingänge also innerhalb von etwa 0,5 V bis 4,5 V liegen. Sie müssen beide Eingänge innerhalb dieses Bereichs halten, unabhängig von der angelegten Differenzspannung . Dies ist eigentlich eine ziemlich breite Palette, und Sie werden feststellen, dass einige In-Amps nicht so entgegenkommend sind.

Im Moment zeigen Sie es als schwebend an, also gibt es keine Garantie dafür, dass es sich innerhalb dieses Bereichs befindet, und wenn es sich schlecht verhält, ist es wahrscheinlich nicht so.

Ich habe es nicht gezeigt, aber meine Eingänge sind zu Testzwecken mit einer anderen Spannungsquelle verbunden. Im Moment ist es auf 0mV eingestellt. Wenn ich die Gleichtaktspannungen der Eingänge überprüfe, messe ich mit einem Messgerät jeweils 1,57 Volt.
Du hast also zwei Spannungsquellen? Eine für Differential und eine für Gleichtakt?
Ich habe die Spannungsreferenz (2,5 V) in der Schaltung und einen Präzisionsspannungskalibrator als Differenzeingang
Sie haben also eine Seite des Kalibrators mit der Referenz verbunden??
nicht ganz, es ist alles im Bild
Nun, Sie müssen etwas in dieser Richtung tun, um die Gleichtaktspannung innerhalb des Bereichs zu halten.
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