Что такое инструментальный усилитель?

Что такое инструментальный усилитель?

Инструментальный усилитель предназначен для точного усиления очень слабых сигналов от различных датчиков, таких как тензодатчики и датчики давления, с высокой точностью. Эти усилители необходимы в производственном оборудовании и установках для измерения давления и температуры благодаря своим схемам, оптимизированным для усиления сигналов датчиков.

В отличие от обычных операционных усилителей, инструментальные усилители предлагают более точные настройки усиления в узком, предопределенном диапазоне, что значительно повышает точность измерений.

Применение инструментальных усилителей

Инструментальные усилители играют ключевую роль в промышленных приборах, управлении двигателями, бортовом оборудовании и системах сбора данных. Они отлично справляются с обнаружением и усилением слабых сигналов датчиков с минимальным шумом, оптимизируя производительность датчиков в различных приложениях.

Принцип инструментальных усилителей

Инструментальные усилители с дифференциальными входами и однотактными выходами отлично подавляют входной шум и обладают высоким коэффициентом подавления синфазного сигнала (CMRR). Они поддерживают высокое входное сопротивление, обычно несколько сотен МОм, путем балансировки дифференциальных входов, при этом сохраняя низкое выходное сопротивление для обеспечения точных измерений. Коэффициент усиления усилителей обычно устанавливается с помощью резисторов в узком, предопределенном диапазоне, что ограничивает гибкость, но обеспечивает исключительную точность.

Другая информация об инструментальных усилителях

1. Разница между операционным усилителем и инструментальным усилителем

Хотя оба типа усилителей включают в свои конструкции операционные усилители, их приложения и схемы существенно различаются. Операционные усилители универсальны, используются в широком спектре аналоговых схем с внешней обратной связью, влияющей на их характеристики. Инструментальные усилители, с другой стороны, лишены этой внешней обратной связи, вместо этого фокусируясь на дифференциальном усилении и подавлении синфазного сигнала, что делает их идеальными для обработки слабых сигналов датчиков.

2. Интеграция в сенсорные ASIC

Хотя некоторые инструментальные усилители существуют как дискретные компоненты, они часто интегрируются в схемы ASIC с мостовыми схемами Уитстона для датчиков давления и других датчиков. Такая интеграция упрощает монолитные ИС, улучшая характеристики усилителя и позволяя компенсацию параметров датчика, включая температуру, наряду с интеграцией цифрового интерфейса для микроконтроллеров. Это делает их хорошо подходящими для компактных и дорогостоящих приложений.