INA con Precision Voltage Reference

[beedees]

Ciao a tutti!
Dispongo di un ponte di misura estensimetrico e avrei bisogno di alimentarlo e amplificarne l'uscita.
Ho trovato questo amplificatore per strumentazione che al tempo stesso fornisce l'alimentazione del ponte: INA125.

Ora l'inconveniente è che io avrei bisogno di alimentare il ponte a 3.3V, mentre questo INA fornisce come voltage reference soltanto 2,5V o 5V o 10V. Leggendo in rete qualche applicazione ho visto che si potrebbe fare in modo di utilizzare anche altri valori di tensione. Ad esempio connettendo il pin 16 al pin 13, e il pin 15 al pin 4 mi pare di aver capito che si ottiene un guadagno per il riferimento di tensione di 2.714, e quindi 1,24 V * 2.714 mi dovrebbe dare circa 3,36V come voltage reference per il ponte.

Qualcuno saprebbe spiegarmi per quale motivo e se questo è giusto?
Ho capito che connettendo i relativi pin al pin V_ref_out si setta il voltage reference. Ma perché? Non sono riuscito a capire bene...
Grazie!

[angel99]

Sai come funzionano gli amplificatori operazionali in configurazione non invertente?

[beedees]

Sai come funzionano gli amplificatori operazionali in configurazione non invertente?

Si ok! Quello l'ho capito: in base al rapporto di resistenze +1 moltiplicato per il bandgap voltage reference, trovo il valore Vref.

Il mio problema è: finché utilizzo le tensioni di rifermento che mi forniscono i pin non dovrei avere problemi, l'INA è progettato per lavorare a quei valori.
Ma nel momento in cui creo le connessioni che ho descritto sopra, potrei avere inconvenienti? Leggendo sempre sul datasheet, è sconsigliato l'uso di resistori esterni in modo da scegliersi il valore Vref desiderato. Con il metodo che avevo descritto io, invece non vengono usati resistori esterni, ma soltanto cortocircuitati alcuni pin.

Non saprei se questo "trucco" può funzionare o meno...

[angel99]

Se cortocircuiti i pin non ci dovrebbero essere problemi.

Il motivo per il quale viene sconsigliato l'utilizzo di resistori esterni è la variabilità dei resistori interni con la temperatura. Fino a quando utilizzi in qualsiasi combinazione solo i resistori interni, le variazioni si compensano perché proporzionali al valore resistivo. Se tu utilizzassi in modo misto resistori interni e esterni, queste variazioni non si compenserebbero più. Sarebbe stato logico avere il pin separato per l'ingresso non invertente dell'OPA in modo da poter utilizzare anche solo resistori esterni, ma per scelta di progetto questo non è stato fatto e quindi l'unica soluzione è adoperare esclusivamente quelli interni.

[beedees]

Ok chiarissimo ora!

Avevo pensato di usare questo INA perché oltre a fare d'amplificatore mi riesce a dare l'alimentazione del ponte.
Il ponte è fatto da 4 resistenze da 120 ohm (delle quali 2 sono strain gauge), quindi una resistenza totale di 120 ohm. Questo significa che in uscita avrò all'incirca 3.3V/120 ohm= 28 mA e quindi devo usare necessariamente un BJT, in uscita all'opamp, che mi fa da current boost, giusto? Altrimenti l'opamp va in saturazione...

[angel99]

devo usare necessariamente un BJT

Sì, ma non solo perché 28 mA sono parecchi, ma sopratutto per rimuovere la corrente dall'integrato. Con il transistor esterno, praticamente tutta la corrente del ponte passa esternamente all'integrato che così resta più tranquillo e quindi più stabile.

28 mA per la differenza di tensione da quella di alimentazione dell'integrato a quella di alimentazione del ponte fanno una discreta potenza da dissipare che scalda il chip. Questo riscaldamento non è omogeneo ma origina dal mosfet alto del push-pull di uscita dell'operazionale e si sparge all'intorno. Ciò crea un gradiente termico che varia in ampiezza e direzione al variare della temperatura esterna creando squilibri nelle parti costituenti l'integrato. Il risultato è un peggioramento della stabilità della tensione di uscita e del CMRR dell'INA. Quindi va evitato.

[beedees]

Ok! Quest'ultima cosa non l'avevo proprio tenuta in considerazione. Certamente sarebbe bene evitare qualsiasi tipo di riscaldamento dei componenti in ambito di strumentazione di misura.

Grazie mille!