Calculadora de amplificadores de instrumentación

Esta calculadora está diseñada para calcular parámetros importantes utilizados en el diseño de amplificadores de instrumentación. Los amplificadores de instrumentación son amplificadores de alta ganancia y bajo ruido que se utilizan en aplicaciones de medición de precisión. Esta calculadora ayuda al usuario a determinar la ganancia del amplificador, calcular valores de resistencia y evaluar el rendimiento del circuito.

Al utilizar la calculadora de amplificador de instrumentación en línea, puede calcular ingresando: Voltaje (V1), Voltaje (V2), Resistencia (R1), Resistencia (R2), Resistencia (R3) y Ganancia de resistencia (Rg).

dónde,

• V_oh = Voltaje de salida en amperio,
• R_g = Ganancia de resistencia

¿Cómo calcular el amplificador de instrumentación?

Estos son los pasos para calcular la ganancia de un amplificador de instrumentación:

1. Determinar las resistencias de entrada y salida: Como primer paso, debe determinar las resistencias de entrada y salida del amplificador de instrumentación. Estas resistencias son los valores de resistencia del circuito y suelen estar determinados por los requisitos de diseño.
2. Determinación de ganancia: Determine la ganancia del amplificador de instrumentación. La ganancia especifica cuánto se amplifica la señal de entrada a la salida del amplificador. Esto se determina en función de los requisitos de diseño y la sensibilidad de la aplicación.
3. Aplicar la fórmula: Se suele utilizar una fórmula específica para la ganancia, ya que la amplificación de instrumentación suele consistir en amplificadores diferenciales. Con estas fórmulas, se puede calcular la ganancia junto con las resistencias de entrada y salida.
4. Evaluar los resultados Revise cuidadosamente los resultados obtenidos y asegúrese de que cumplan con los requisitos de diseño. Si es necesario, puede optimizar su diseño ajustando los valores de ganancia o resistencia.
5. Aplicación en la práctica: Diseñe e implemente el amplificador de instrumentación utilizando los valores de ganancia y resistencia calculados. Recuerde realizar las pruebas necesarias para garantizar que el circuito funcione correctamente en condiciones reales.

Siguiendo estos pasos, podrá calcular y diseñar con precisión la ganancia del amplificador de instrumentación.

¿Qué es un amplificador de instrumentación?

Un amplificador de instrumentación es un tipo especial de amplificador utilizado en aplicaciones de medición de precisión. Generalmente, están diseñados para amplificar señales de bajo nivel y minimizar el ruido. Estos amplificadores ofrecen alta ganancia, alta resistencia de entrada, baja resistencia de salida y bajos niveles de ruido.

Los amplificadores de instrumentación se utilizan ampliamente en instrumentos de medición, dispositivos médicos, sensores industriales, sistemas de adquisición de datos y otras aplicaciones de medición de precisión. Son especialmente recomendables en áreas donde se requiere una medición fiable de señales débiles y de baja frecuencia.

Estos amplificadores suelen tener estructuras de entrada diferencial, lo que ayuda a eliminar el ruido ambiental. Además, suelen ser energéticamente eficientes con un bajo consumo de corriente. Los amplificadores de instrumentación desempeñan un papel importante en aplicaciones que requieren precisión, fiabilidad y exactitud en las mediciones.

Principio de funcionamiento del amplificador de instrumentación

El principio de funcionamiento de los amplificadores de instrumentación suele basarse en la amplificación diferencial. Estos amplificadores comparan dos señales de entrada y amplifican la diferencia entre ellas.

Básicamente, un amplificador de instrumentación sigue estos pasos:

• Adquirir señales de entrada de forma diferencial: Un amplificador de instrumentación recibe señales de entrada de forma diferencial. Es decir, hay dos señales de entrada independientes: una positiva y otra negativa. Esto es importante para eliminar el ruido ambiental y mejorar la relación señal-ruido.
• Diferencia de señal amplificadora: La diferencia entre las señales de entrada se amplifica en la salida del amplificador. Esto suele lograrse mediante una serie de procesos de amplificación y filtrado.
• Proporcionando bajo ruido y alta ganancia: Los amplificadores de instrumentación están diseñados para proporcionar bajos niveles de ruido y altas ganancias. Esto es fundamental para garantizar la calidad de señal deseada para mediciones de precisión.
• Procesamiento de señal de salida: El amplificador entrega la señal amplificada a la salida. Esta señal suele procesarse en la siguiente etapa, como un sistema de adquisición de datos, un microcontrolador o un convertidor digital.

Los amplificadores de instrumentación se utilizan para medir con fiabilidad señales de bajo nivel en aplicaciones de medición de precisión, amplificando la diferencia entre las señales de entrada. Esto permite realizar mediciones precisas y precisas sin verse afectadas por el ruido ambiental.

Características y ventajas del amplificador de instrumentación

Las características y ventajas de los amplificadores de instrumentación son las siguientes:

Alta ganancia: Los amplificadores de instrumentación suelen ofrecer una alta ganancia. Esto permite una amplificación y medición fiables de señales de bajo nivel.

Niveles bajos de ruido: Estos amplificadores ofrecen bajos niveles de ruido. Permiten mediciones precisas sin verse afectados por el ruido ambiental.

Alta resistencia de entrada: Los amplificadores de instrumentación suelen tener una alta resistencia de entrada. Esto permite transmitir señales de bajo nivel al amplificador sin pérdidas.

Baja resistencia de salida: Los amplificadores suelen tener una resistencia de salida baja, lo que permite una mejor adaptación a cargas de alta impedancia.

Ancho de banda amplio: Los amplificadores de instrumentación suelen tener un amplio ancho de banda, lo que significa que pueden operar en amplios rangos de frecuencia.

Bajo consumo de corriente: Estos amplificadores suelen funcionar con un bajo consumo de corriente, lo que supone un ahorro de energía.

Alta sensibilidad: Los amplificadores de instrumentación están diseñados para aplicaciones que requieren alta precisión. Esto garantiza mediciones precisas y fiables.

Dimensiones pequeñas: Suelen tener diseños compactos, lo que ahorra espacio y facilita la integración del sistema.

Estas características y beneficios hacen que los amplificadores de instrumentación sean el amplificador preferido en aplicaciones de medición de precisión.

Usos del cálculo del amplificador de instrumentación

Las áreas de uso del cálculo de amplificadores de instrumentación son

Biomedicina y dispositivos médicos:

En mediciones biomédicas, se utiliza para la medición confiable de señales biológicas de bajo nivel, como latidos cardíacos, señales de EEG, etc.

Automatización industrial:

Se utiliza para la amplificación y el procesamiento de señales débiles de sensores industriales. Por ejemplo, para la monitorización de parámetros físicos como temperatura, presión y caudal.

Investigación científica:

Se utiliza para medir señales de bajo nivel en experimentos de laboratorio e investigación científica en campos como la física, la química y la biología.

Telecomunicaciones:

Se utiliza para el procesamiento y amplificación de señales en sistemas de telecomunicaciones, comunicaciones de fibra óptica, antenas y circuitos de radiofrecuencia.

Instrumentos de prueba y medición:

Se utiliza en equipos de prueba y medición eléctricos, electrónicos y mecánicos. Por ejemplo, en dispositivos como osciloscopios, sistemas de adquisición de datos y analizadores de espectro.

Industria aeroespacial:

Se utiliza en la industria aeroespacial para realizar mediciones precisas en sistemas de vuelo y exploración espacial.

Industria energética:

Se utiliza para supervisar y controlar sistemas de energía como generadores de energía, transformadores y líneas de transmisión de energía.

Industria automotriz:

Se utiliza para el procesamiento y amplificación de señales en electrónica de automóviles, sistemas de control de motores y aplicaciones telemáticas.

Estos campos demuestran el uso de amplificadores de instrumentación en una variedad de aplicaciones y son ampliamente utilizados en muchos campos industriales y científicos que requieren mediciones de precisión.