lunes, 29 de abril de 2013

AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN - GENERALIDADES

Un amplificador de instrumentación, es un conjuto de amplificadores operacionales muy usados en la Instrumentación Electrónica, debido a que se presentan impedancias altas de entrada; y una relación de rechazo en modo común (o CMRR por sus siglas en inglés) elevado; se pueden constituir a partir de opamps básicos como el LM741, o existen encapsulados y mejorados como el INA114

Normalmente, un amplificador de instrumentación es utilizado en equipos médicos (ejemplo: un electrocardiograma) debido a que la señal de entrada es demasiado pequeña, por lo tanto se amplifican mucho mas debido a las características mencionadas anteriormente.

A continuación, veremos el modelo matemático y su principio de funcionamiento:

Sea el siguiente circuito que se ve a continuación:

Fig 1. Amplificador de instrumentación
Como se ilustra en la imágen, ante la existencia de realimentación negativa entre los dos operacionales; se puede decir que existe un corto circuito virtual entre los bornes de la resistencia de ganancia (Rgain), por lo tanto se circula una corriente entre ellos:

I_g=(V_2-V_1)\left(\frac{1}{R_g}\right) 
Debido a que existe una impedancia elevada en las entradas del amplificador de instrumentación, la corriente que atraviesa por la resistencia de ganancia, es similar a la corriente que pasa por R1, por lo tanto sus tensiones pasan por ello:

V_{intermedia}=\frac{(V_2-V_1)}{R_g}(R_g+2R_1)=(V_2-V_1)\left(\frac{R_g}{R_g}+\frac{2R_1}{R_g}\right) 

Para finalizar el modelo matemático de este amplificador, se toman los resistores R2 y R3, para añadir a la ecuación final, en este caso si los resistores no son equivalentes su resultado se verá en breve:

V_{out}=(V_2-V_1)\left(1+\frac{2R_1}{R_g}\right)\frac{R_3}{R_2}  

 Si los resistores son equivalentes (R2 y R3), la ecuación se verá de forma similar, excepto que no cuenta con este último término, en pocas palabras, este término se simplifica y se va.


V_{out}=(V_2-V_1)\left(1+\frac{2R_1}{R_g}\right)

Las aplicaciones mas utilizadas en cuanto al uso de amplificadores de instrumentación son:

-Acondicionar la salida de un puente de Wheatstone
-Amplificar señales biológicas
-En fuentes de alimentación
-Otros

Si quieren conocer una muestra de un amplificador de instrumentación, puede hacer clic en el amplificador INA131

-ENLACE PARA EL AMPLIFICADOR INA131

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