amplificador de instrumentação

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2. DESCRIÇÃO BÁSICA DE UM AMPLIFICADOR OPERACIONAL O AOP possui duas entradas e uma saída, que possui um valor múltiplo da diferença entre as duas entradas. O fator A é o ganho de tensão do Amplificador Operacional, ou seja, a relação entre a tensão de entrada diferencial e a de saída do dispositivo. 2.1 Ganho de Tensão Para que a amplificação seja viável, inclusive para sinais de baixa amplitude como em sinais provenientes de transdutores ou sensores, é necessário que o amplificador possua um alto ganho de tensão. Ganho de tensão é o fator pelo qual a tensão de entrada é multiplicada resultando a saída do dispositivo. A importância da utilização do ganho de tensão em decibéis (dB) justifica-se quando são utilizados grande valores para Av. Para que a amplificação seja viável, inclusive para sinais de baixa amplitude, como sensores, é necessário que o amplificador possua um alto ganho de tensão. Em manuais dos fabricantes encontra-se o valor do ganho de tensão dos AOP, sendo representado por AV. 2.2 Resposta de Frequência (BW) É necessário que um amplificador tenha uma largura de faixa muito ampla, de modo que um sinal de qualquer frequência possa ser amplificado sem sofrer corte ou atenuação, ele deve se estender de zero a infinito hertz. 2.3 Sensibilidade à Temperatura (Drift) 4

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Os amplificadores de instrumentação são circuitos que amplificam a diferença entre duas tensões, mantendo uma elevada impedância de entrada, uma elevada rejeição a sinais de modo comum e um ganho diferencial ajustável, funcionando de forma similar ao próprio AOP, porém com ganhos menores.

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2. DESCRIO BSICA DE UM AMPLIFICADOR OPERACIONALO AOP possui duas entradas e uma sada, que possui um valor mltiplo da diferena entre as duas entradas. O fator A o ganho de tenso do Amplificador Operacional, ou seja, a relao entre a tenso de entrada diferencial e a de sada do dispositivo.2.1 Ganho de TensoPara que a amplificao seja vivel, inclusive para sinais de baixa amplitude como em sinais provenientes de transdutores ou sensores, necessrio que o amplificador possua um alto ganho de tenso. Ganho de tenso o fator pelo qual a tenso de entrada multiplicada resultando a sada do dispositivo. A importncia da utilizao do ganho de tenso em decibis (dB) justifica-se quando so utilizados grande valores para Av. Para que a amplificao seja vivel, inclusive para sinais de baixa amplitude, como sensores, necessrio que o amplificador possua um alto ganho de tenso. Em manuais dos fabricantes encontra-se o valor do ganho de tenso dos AOP, sendo representado por AV.2.2 Resposta de Frequncia (BW) necessrio que um amplificador tenha uma largura de faixa muito ampla, de modo que um sinal de qualquer frequncia possa ser amplificado sem sofrer corte ou atenuao, ele deve se estender de zero a infinito hertz. 2.3 Sensibilidade Temperatura (Drift)As variaes trmicas podem provocar alteraes acentuadas nas caractersticas eltricas de um amplificador, seria ideal que esse fenmeno no apresentasse essa variao temperatura.2.4 Slew-RateO slew-rate (SR) de um amplificador a mxima taxa de variao da tenso de sada por unidade de tempo. Normalmente dado em V/s.Podemos dizer que o SR nos d a velocidade de resposta do amplificador, quantomaior esta resposta melhor o amplificador.

2.5 SaturaoQuando um AOP, atinge na sada um nvel de tenso fixo, a partir do qual no se pode mais variar sua amplitude, dizemos que o AOP atingiu a saturao. Que relativamente prximo do valor de Vcc. Esta regio de operao situada entre os limites de saturao denominada regio linear.2.6 Tenso de OffsetO fato dos transistores do estgio diferencial de entrada do AOP no serem idnticos provoca um desbalanceamento interno do qual resulta uma tenso na sada denominada tenso de offset de sada, mesmo quando as entradas so aterradas.

3. AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTAOO Amplificador de instrumentao um tipo especial de AOP que nos permite obter algumas caractersticas especais, tais como: Resistncia de entrada extremamente alta; Resistncia de sada menor que a dos AOPs comuns; CMRR superior a 100dB; Ganho de tenso em malha aberta muito superior ao dos AOPs comuns; Tenso de offset de entrada muito baixa; Drift extremamente baixo.

Os amplificadores de instrumentao so circuitos que amplificam a diferena entre duas tenses, mantendo uma elevada impedncia de entrada, uma elevada rejeio a sinais de modo comum e um ganho diferencial ajustvel, funcionando de forma similar ao prprio AOP, porm com ganhos menores. muito difcil construir um AOP que atenda simultaneamente a todas as caractersticas citadas. Os amplificadores de instrumentao so normalmente utilizados em controle de processos industriais, no sendo necessrio que a largura da faixa seja muito ampla ou que o seu slew-rate seja alto. Outro aspecto importante o ajuste da tenso de offset, onde que alguns amplificadores de instrumentao tem pinos para esta funo.As aplicaes industriais dos AOPs de instrumentao so inmeras, normalmente um dos sinais (V1 e V2) so provenientes de sensores ou transdutores colocados nas malhas de controle do sistema e o outro sinal fixado em um determinado valor denominado referncia ou set-point, o qual informa ao sistema a condio na qual o mesmo est estabilizado, ou seja, fornece a condio padro desejada para o sistema. As aplicaes deste tipo exigem alta preciso.

3.1 CIRCUITOS INTEGRADOS (CIs)

3.1.1 INA333

a) DescrioO INA333 um amplificador de instrumentao de baixa potncia que oferece excelente preciso. O design verstil de 3-amp op possui um pequeno tamanho e um baixo consumo de energia, ideal para uma ampla gama de aplicaes portteis.Uma nica resistncia externa define qualquer ganho de 1 a 1000. O INA333 foi concebido para utilizar uma equao de ganho padro da indstria: G = 1 + (100k/RG).

b) Parmetros Nmero de canais: 1 Tenso de decalagem de entrada: 0.025 mV Resistncia de entrada mxima: 100000M Tenso de alimentao operacional: 1.8 V a 5.5 V Corrente de suprimento: 50 uA Temperatura operacional mxima: 125C Temperatura operacional mnima: -40C Drift (sensibilidade temperatura): 0.1V/C, G 100 CMRR: 100dB (mn), G 10 Frequncia: 150kHz (G=1) a 350Hz (G=1000)

c) Circuito eltrico

d) Aplicaes

O amplificador INA133 utilizado em amplificadores de ponte, amplificador de ECG, sensores de presso, instrumentao mdica, instrumentos portteis, balanas, amplificadores de sensor de IDT.

3.1.2 INA126

a) Descrio

O INA126 um amplificador de instrumentao para preciso, possui baixo rudo entre sinal diferencial. Seu projeto de duas op-amp proporciona um excelente desempenho com uma baixa corrente de repouso (175A / canal). Isto, combinado com a sua variao de tenso de 1.35V a 18V, torna esse amplificador ideal para instrumentos portteis e sistemas de aquisio de dados.

b) Parmetros

Nmero de canais: 1 Tenso de decalagem de entrada: 250 uV Resistncia de entrada mxima: 1000 MOhms Tenso de alimentao operacional: 1.35V a 18V Corrente de Suprimento: 0.2 mA Temperatura operacional mxima: +85C Temperatura operacional mnima: -40C Drift: 3V/C max. Frequncia: 200 kHz (G=5) a 1.8kHz (G=500)

c) Circuito eltrico

d) Aplicaes

O INA126 utilizado em amplificador sensor industrial, variao de canais, aquisio de dados e portteis.

3.1.3 INA128

a) DescrioO INA128 um amplificador de instrumentao de baixa potncia, mas oferecem uma excelente preciso. O projeto de 3 op-amp e o pequeno porte, torna-o ideal para diversas aplicaes. A corrente de entrada fornece ampla largura de banda, mesmo em alto ganho (200 kHz no G=100).

b) Parmetros

Nmero de canais: 1 Tenso de decalagem de entrada: 50 uV Resistncia de entrada mxima: 100000 MOhms Corrente de suprimento: 0.75 mA Temperatura operacional mxima: +85C Temperatura operacional mnima: -40C Drift baixo: 0.5V/C mx. Tenso de alimentao operacional: 2.25V a 18V Frequncia: 1.3 MHz (G=1) a 20 kHz (G=1000)

c) Circuito eltrico

d) Aplicao

O INA128 utilizado em instrumentao mdica, aquisio de dados, amplificador sensor RTD e amplificador de ponte.

3.1.4 INA826

a) DescrioO INA826 um amplificador de instrumentao de baixo custo que oferece baixo consumo de energia e opera em nico ou duplo abastecimento. A nica resistncia externa define qualquer ganho de 1 a 1000. Oferece excelente estabilidade em relao temperatura, mesmo em G> 1, como resultado disso, tem um baixo ganho de drift de apenas 35 ppm/C (no mximo).

b) Parmetros

Largura de banda de 3dB: 1 MHz Nmero de canais: 1 Tenso de decalagem de entrada: 150 uV Ganho de ajuste disponvel: 1 a 1000 Tenso de alimentao operacional: 2.7V a 36V Corrente de suprimento: 200 uA Temperatura operacional mxima: +125C Temperatura operacional mnima: -40C Frequncia: 1MHz (G=1) a 6kHz (G=1000)

c) Circuito Eltrico

d) Aplicao

O INA826 utilizado em controles de processos industriais, disjuntores, testadores de bateria, amplificadores ECG, automao de energia, instrumentao mdica e porttil.

3.1.5 INA118

a) Descrio

O INA128 um amplificador de instrumentao de baixa potncia, mas oferecem uma excelente preciso. O projeto de 3 op-amp e o pequeno porte, torna-o ideal para diversas aplicaes. A corrente de entrada fornece ampla largura de banda, mesmo em alto ganho (70kHz no G=100).

b) Parmetros

Nmero de canais: 1 Tenso de decalagem de entrada: 125 uV Tenso de alimentao operacional: 1.35 a 18V Corrente de suprimento: 385uA Temperatura operacional mxima: +125C Temperatura operacional mnima: -40C Frequncia: 800kHz (G=1) a 7kHz (G=1000)

c) Circuito Eltrico

d) Aplicao

O INA128 utilizado em instrumentao mdica, aquisio de dados, amplificador sensor RTD e amplificador de ponte.

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