Amplificadores operacionales de intrumnetacion, Otro de Electrónica Analógica. Universidad Santo Tomás
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santiago-galindo19 de septiembre de 2017

Amplificadores operacionales de intrumnetacion, Otro de Electrónica Analógica. Universidad Santo Tomás

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practica de laboratorio sobre el uso y aplicacion del dispositivo
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UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL TUNJA

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

ELECTRÓNICA III Y LABORATORIO

Resumen— The instrumentation amplifier is a voltage-to-

voltage differential amplifier whose gain can be set very precisely

and has been optimized to operate according to its own

specification even in a hostile environment. It is an essential

element of in which it is assembled as a functional block that

offers its own functional characteristics and independent of the

other elements with which it interacts. To do this, you are

required to: a) Have functional characteristics that are accurate

and stable. b) Its characteristics are not modified when it is

assembled with other elements.

Palabras claves— Electrodos, Funciones, Integrado,

Instrumentación, Operacional, Simulación.

I. INTRODUCCIÓN

L amplificador de instrumentación es un amplificador

diferencial tensión-tensión cuya ganancia puede

establecerse de forma muy precisa y que ha sido optimizado

para que opere de acuerdo a su propia especificación aún en

un entorno hostil. Es un elemento esencial de los sistemas de

medida, en los que se ensambla como un bloque funcional que

ofrece características funcionales propias e independientes de

los restantes elementos con los que interacciona. Para ello, se

le requiere: a) Tengan unas características funcionales que

sean precisas y estables. b) Sus características no se

modifiquen cuando se ensambla con otros elementos.

II. OBJETIVOS

• Identificar la configuración interna de los amplificadores de instrumentación.

• Implementar un amplificador de instrumentación basado en amplificadores operacionales de uso común y con un

amplificador especializado.

• Analizar el comportamiento de un amplificador de instrumentación.

• Comprender las ventajas de un amplificador de instrumentación.

Galindo G Edy S, Estudiante de la Facultad de Ingeniería Electrónica de la Universidad Santo Tomas Seccional Tunja, código 2195539 (e-mail:

[email protected]).

Sánchez N. Jorge A, Estudiante de la Facultad de Ingeniería Electrónica de la Universidad Santo Tomas Seccional Tunja, código 219540 (e-mail:

[email protected]).

• Comprender las principales aplicaciones de los amplificadores de instrumentación.

III. PROCEDIMIENTO

1. Realice la simulación del amplificador operacional basado en amplificadores de uso común de la figura 1.

2. Realice la simulación del amplificador de instrumentación con el integrado AD620 0 AD623 como se muestra en la

figura 2.

3. Compare los resultados.

4. Implemente los dos circuitos simulados.

5. Una vez implementados los dos circuitos, compruebe su funcionamiento con señales obtenidas del generador de

funciones.

6. Compare el comportamiento de los dos circuitos simulados.

7. Implemente el circuito de la figura 3 tanto con el AD620 como con el amplificador de instrumentación basado en

amplificadores de uso común.

8. Reemplace las señales del generador de funciones por electrodos desechables y obtenga la señal

electromiografía del músculo Extensor de los dedos.

A. Diagramas de circuitos

Fig 1: Amplificador de instrumentación basado en amplificadores de

uso común

Galindo G. Edy Santiago, Sánchez N. Jorge Alejandro

Practica de Laboratorio # 3: Amplificador de

Instrumentación

E

Página 2 de 5

Fig 2: Configuración para amplificador de instrumentación AD620.

Fig 3: Configuración para ambos amplificadores

B. Materiales

• 1 amplificador AD620 o AD623.

• 4 amplificadores de uso común.

• Resistencias varias.

• Mínimo 6 electrodos para electrocardiografía desechables.

IV. DESARROLLO

1. Se realizo la simulación del amplificador operacional basado en amplificadores de uso común de la figura 1.

Fig 4: Simulación figura 1

Simulación ganancia

Fig 5: Vi y Vo para circuito de la figura 4.

Donde se obtiene la siguiente grafica con la herramienta de

osciloscopio de proteus:

Fig 6: Ganancia circuito de figura 4.

Cálculos:

��1 = 1 �� ��2 = 2 ��

��1 = 1��Ω ���������� = 10��Ω

���� = ( ����

���� ) (���� − ����)

��0 = ( 10��

1�� ) (2 − 1) = 10��

2. Se realizo la simulación del amplificador de instrumentación con el integrado AD620 0 AD623 como

se muestra en la figura 2 en el software Multisim.

Página 3 de 5

Fig 7: Simulación figura 2.

Con una resistencia de 10 kilo ohmios y una diferencia de

voltaje de 100 mili voltios, se obtuvo la siguiente ganancia.

Fig 8: Ganancia de circuito figura 7.

Cálculos:

���� = 100���� ��0 = 826,276����

���� = ��0 ����

= 826,3

100 = 8,26

3. Compare los resultados.

Los dos circuitos tenían en común el valor de Rg=10k:

Vi V0 Av.

Con 3

lm371

1v 10v 10

AD620 100mv 826,3mv 8,26

Tabla 1: Ganancias simulaciones

4. Se implemento los dos circuitos simulados.

Amplificador de Instrumentación basado en amplificadores de

uso común.

Fig 9: Implementación figura 1.

Configuración para el amplificador de Instrumentación

AD620.

Fig 10: Implementación Figura 2.

5. Una vez implementados los dos circuitos, comprobamos su funcionamiento con señales obtenidas del generador de

funciones.

Amplificador de Instrumentación basado en

amplificadores de uso común.

Fig 11: Grafica de osciloscopio del circuito de la figura 9.

Página 4 de 5

Fig 12: Entrada de voltajes para la gráfica anterior.

Teniendo en cuenta que la diferencia de voltaje es de 1 voltio

y la ganancia según nuestras resistencias (Rg=5.1 y R1=2) es

de 2.55, esto obtenemos aproximadamente 5.2 voltios pico

pico.

Configuración para el amplificador de Instrumentación

AD620.

Fig 13: Grafica de osciloscopio del circuito de figura 10.

Fig 14: Generador canal 1.

Fig 15: Foto generador canal 2.

En este circuito se tenía un voltaje inicial(v1-v2) de 250mV,

en la cual se utilizó una resistencia de 10k y se obtuvo un

voltaje de salida de 4,64 vpp.

���� = 4,64

250�� = 18.56

6. Compare el comportamiento de los dos circuitos simulados.

V0 Vi Av.

Con LM741 5,2 v 1 v 5,2 v

AD620 4,64v 250m v 18,56 v

Fig 16: Comparación practicas

7. Se implemento el circuito de la figura 3 tanto con el AD620 como con el amplificador de instrumentación

basado en amplificadores de uso común.

Fig 17: Montaje figura 3.

8. Se remplazo las señales del generador de funciones por electrodos desechables y obtenga la señal

electromiografía del músculo Extensor de los dedos.

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Fig 18: Conexión de electrodos al circuito de la figura 17.

Donde se obtuvieron las siguientes graficas:

A tener en cuenta que son pantallazos tomados de un video,

esto porque en la práctica fue imposible obtener una foto por

la inestabilidad de la señal.

Fig 19: Grafica con obtenida con electrodos

Fig 20: Grafica obtenida con electrodos.

V. CONCLUSIONES

• Se entiende que los amplificadores operacionales de instrumentación nos proporcionan una elevada ganancia

que nos sería muy útil al manipular niveles bajos de

voltaje, pero debido a su costo no se justifica su uso para

aplicaciones simples.

• Para el circuito de la figura 3, fue difícil obtener una gráfica de la señal de los electrodos en el osciloscopio,

debido a que las obtenidas, parecían ruido sin sentido;

pero al contraer los músculos de mano, la señal cambiaba

y después volvía a su estado normal, por lo tanto, los

resultados si tenían algún tipo de lógica.

• En la práctica se evidencio que el circuito de la figura 2; tiene la ventaja de ser más estable y preciso, que el de la

figura 1; además su montaje fue mucho más simple,

porque solo requiere un único elemento resistivo, esto de

forma analógica; también se podría controlar con

conmutadores, esto desde el punto de vista digital.

• El circuito integrado AD62o requiere una impedancia muy alta para que su ganancia no se vea afectada por la

impedancia de la fuente de entrada.

REFERENCIAS

María, J., & Moyano, D. (2005). Tema III: El amplificador de instrumentación. Retrieved from

https://www.ctr.unican.es/asignaturas/instrumentacion_5_

it/iec_3.pdf

Sergio Eberlein Ing Osvaldo Vázquez, I. (n.d.). NOTAS DE CLASE Amplificadores de Instrumentación. Retrieved

from

http://www.fceia.unr.edu.ar/eca2/Files/Apuntes/AMPLIFI

CADORES DE INSTRUMENTACION _v-2012__.pdf

ANALOG DEVICES. (n.d.). AD620 pdf, AD620 description, AD620 datasheets, AD620 view :::

ALLDATASHEET ::: Retrieved September 11, 2017, from

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-

pdf/view/48090/AD/AD620.html

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