Mätförstärkarkretsar

Mätförstärkarkretsar, även kända som instrumentationsförstärkare, är en typ av differentialförstärkare designad för att förstärka signaler från sensorer och andra källor som har låg signalnivå och hög common-mode-brus. De kännetecknas av hög impedans, låg offsetspänning och hög common-mode rejection ratio (CMRR). Denna höga CMRR är avgörande för att effektivt undertrycka oönskade signaler som är gemensamma för båda insignalerna, vilket är vanligt i industriella och medicinska mätningar.

Huvudsyftet med en mätförstärkarkrets är att förstärka den differentiella signalen mellan två punkter samtidigt som man minimerar eller eliminerar förstärkningen av signalen som är gemensam för båda punkterna. Detta gör dem idealiska för applikationer där insignalerna är svaga och kan vara förorenade av elektriskt brus. De används ofta i koppling med givare som termoelement, töjningsgivare och andra sensorsystem där noggrannhet är av yttersta vikt.

En typisk mätförstärkarkrets består av tre operationsförstärkare. Två av dessa är konfigurerade som icke-inverterande förstärkare som buffrar insignalerna, medan den tredje är en differentialförstärkare som subtraherar de buffrade signalerna. Den differentiella förstärkningen ställs in med en enda extern resistor, vilket ger en enkel och exakt justering av förstärkningen. Denna konfiguration resulterar i mycket hög insignalsimpedans, vilket minimerar belastningen på signalkällan och säkerställer att signalen inte förvrängs.