Amplificazione Segnale

[marcocoto]

Ciao a tutti

Ho un piccolo problema con l'amplificazione di un segnale proveniente da un sensore a strain-gauge (credo si chiami così, è un sensore di peso -cella di carico- a ponte di Wheatstone con resistenza misurata al ponte di 300 Ohm) alimentato a +12V.
Ho realizzato l'amplificatore seguendo questo schema:

R1 = 100k
Rgain = 100k
R2 = 1k
R3 = 3.33k (potenziometro)
Alimentazione degli operazioneli (TL064) = +12V e GND

Dovrei ottenere così un guadagno pari a 10, giusto? :

G = [(Rgain+2*R1)/Rgain] * R3/R2 = [(100+200)/100] * 3.33 = 9.99

Sapendo ora che ogni kg messo sul sensore fornisce un'uscita di 2.5mv, che amplificata per G=10, da 25mV, perché la mia uscita finale è 995mV

Grazie a tutti per l'attenzione, credevo di riuscire a farcela da solo in quanto ho già avuto un problema simile, ma la mia poca esperienza penalizza!
Marco.

[dona79]

lo schema disegnato è giusto
prova a dare un ingresso all'ina con un generatore e vedi se funziona correttamente

[marcocoto]

Ok, ci provo!!
1mV è troppo poco?
Ciao!

[gcrisa]

 

[BrunoValente]

Ciao Marco, bentornato.
Concordo con gcrisa, sicuramente il tuo problema deriva dall’avere una alimentazione singola: i normali operazionali non sono in grado di lavorare con tensioni degli ingressi e/o delle uscite prossime allo zero o a Vcc , intendo dire che, quando le tensioni degli ingressi e/o delle uscite raggiungono valori che differiscono di soli 1-2V dai limiti superiore e inferiore imposti dall'alimentazione, cominciano a funzionare male. Nel tuo caso, con 12 V di alimentazione il campo dinamico utile va grosso modo da 1-2V a 10-11V e quindi è il terzo operazionale ad andare in crisi perché l'uscita vorrebbe scendere sotto 1-2V e non può farlo.
Esistono operazionali migliori, da questo punto di vista, chiamati “rail to rail” che garantiscono una escursione della tensione di uscita quasi uguale all’alimentazione.
La soluzione migliore per le tue esigenze però consiste sicuramente nell’utilizzare un alimentazione duale in modo da consentire all’ultimo operazionale di raggiungere lo zero o, se necessario, scendere anche sotto.
Con una alimentazione singola non potrai mai raggiungere lo zero ma, nella migliore delle ipotesi, potrai ridurre la tensione residua dai tuoi 900mV a qualche millivolt. Se ti accontenti di questa soluzione puoi fare così: senza andare sul complicato sostituisci il TL 064 con un LM324 che a differenza del primo consente all’uscita di raggiungere lo zero a patto che la corrente di uscita sia uscente e non entrante ed è proprio questa condizione difficile da ottenere con una singola alimentazione in prossimità dello zero. Per avvicinarti più possibile a questa condizione dovrai sostituire R2 e R3 con valori molto più alti mantenendo invariato il loro rapporto, ti consiglio R2=1Mohm e R3 = 3.33Mohm e dovrai caricare l’uscita con una resistenza più bassa possibile collegata tra uscita e meno, può andare bene 2.2K.

[dona79]

anche io ho avuto lo stesso sospetto ma non sono riuscito a recuperare il datasheet!!!

3V su 30 sono una schifezza, deve essere un opamp un po' vecchiotto...allora cerca un opamp con rail maggiore oppure alimentalo dualmente (esempio -5, +5)

[marcocoto]

CIAO!

..scuste la latitanza.. (lavori in corso)

Vi ringrazio molto per l'appoggio che mi state dando e per la semplicità nelle spiegazioni; sono molto importanti.
Ora se avete tempo vi illustro le mie "novità":

Ho deciso di provare a cambiare schema ed ho acquistato in INA già integrato (INA101); la mia scelta deriva soprattutto dalla poca esperienza (in questa maniera, con l'integrato "pronto all'uso", pensavo di poter risolvere questo problema ed eventualmente riuscire a risolverne qualche altro futuro..).
L'alimentazione è sempre +12V GND.
Ma la situazione non é cambiata; ve la illustro in un grafico: questa volta sembra che l'uscita dell'amplificatore (linea rossa) non sia proporzionale all'ingresso ("linea gialla"), cioè non segua il guadagno fissato di 10 rappresentato invece dalla linea blu.



..può ancora essere un problema di alimentazione? In ogni caso in rete si trovano diversi schemi per costruirsi un alimentatore duale a 12V con i 7812 e 7912, e domani nel pomeriggio pensavo di andare a recuperare i componenti (l'unica cosa che non so è che tipo di trasformatore chiedere -a presa centrale 12V?- ..vedrò!)
Penso comunque di aver afferrato il priincipio di "non-funzionamento" dei miei operazionali.
Vi ringrazio ancora!! Tengo ben presenti tutti i consigli, si impara sempre no?

Marco.

[walterr]

se vuoi fare un bel lavoretto dovresti inserire due potenziometri :uno per l'offset e l'altro per regolare il guadagno
Cosi facendo metti in tabella i valori ipotetici ed il valore reale .
Il grafico ti aiutera a regolare i trimmer .L'offset alzera la retta rispetto l'asse ascisse , ed il guadagno la pendenza della stessa .Poi devi avere l'alimentazione dell'OP duale , cioe +/- 12V per esempio , a seconda del tipo OP
ciao
walter

[marcocoto]

Ciao,
quello è già il passo successivo, con l'INA integrato è tutto a portata di mano (ma non è che se metto un potenziometro al posto della R che regola il guadagno, poi col tempo perde il suo valore ..o la taratura?)

Per ora mi rimane difficile capire la non proporzionalità dell'uscita (linea rossa con linea blu del grafico sopra) e spero di risolverla con l'alimentazione duale!
Grazie,
Marco

[walterr]

i trimmer ed i potenziometri sono soggetti alla deriva .Infatti sono sempre di valore inferiore al totale della resistenza massima da raggiungere .Bellino quel chippetto li .
Ma nel datasheet non e' che c'e' qualche esempio di configurazione per tararlo o aggiustare i valori ?
La resistenza che usi per il guadagno che tolleranza ha? 1% ? 5 % ? ....
ciao
walter