инструментальник на LM324 вместо INA129

tytar

Доброго времени всем котам!)))
Вот озадачила такая ситуация нужен инструментальный усилитель, порившись нашел INA129 даташит > http://audio.micronet.lv/diy/soldering/ ... INA129.pdf
Схема INA129 прилагаеться. Но вот одно но! Достать в моей глубинке его не реально, а если и реально то стоить будет, вернее пересылка огогого!
Чуток покопавшись нашел микруху LM324 4 операционных усилителя. В даташите на LM324 есть схема подобного инструментальника, вот только номиналы другие. Схема прилагаеться.
Подскажите, можно ли истользовать номинали INA129, и как они повлияют на инструметтальник?

Реклама

Сам использую такое включение ОУ. Пока что никаких проблем не возникало, уровни напряжений в устройстве, где использовал LM324, не плавали и не шумели ( в пределах точности 14-разрядного АЦП). А что, обязательно использовать номиналы резисторов, как в INA? Мобыть, важнее усиление и коэфф. подавления синфазной помехи?

Реклама

tytar

Важно полностью заменить "один в один" INA129

YAA · Сообщение **YAA** » Чт авг 06, 2009 20:51:31

tytar писал(а):Важно полностью заменить "один в один" INA129

Полностью, "один в один" заменить INA129 не удастся. Вы вряд-ли сможете обеспечить -120dB коэффициента подавления синфазного сигнала. Для этого понадобятся резисторы (те, которые 40кОм) с точностью 0,5х10-6 или 0,00005%. Если Вы и найдёте такие резисторы (номинал не особенно важен), то стоить они будут намного дороже, чем покупка INA129 в Америке с доставкой

. При производстве инструментальных усилителей высокого коэффициента CMRR добиваются лазерной подгонкой этих резисторов.
А в остальном, заменить инструментальный усилитель тремя операционными вполне возможно.

Реклама

tytar

В принципе я тоже понял что один в один не удастся, INA129 используеться как 2х канальный усилитель сигнала термопары, вот, мне достаточно его повторить "с точностью параметров приблезительно", резисторы есть с +/-0.1 %, думаю этого вполне достаточно будет? Термопара простая, кажется нихром-манганин, работа курсовая, так- как я не электрик, а механик, то не очень силен в электронике, устройство должно снимать температуру с зон резца токарного станка в время работы резцом, по этому нужно довольно точная индикация, каких то +/-5 гр. С не катит. Думаю добиться +/-1 гр. С а может и даже 0,5гр. С, Да, "губа не дура" )))))

Реклама

Igor_67

А чем К140УД5*2 шт не устраивает или К551УД2? Тот же INA....

Реклама

YAA · Сообщение **YAA** » Пт авг 07, 2009 10:35:13

tytar писал(а):В принципе я тоже понял что один в один не удастся, INA129 используеться как 2х канальный усилитель сигнала термопары, вот, мне достаточно его повторить "с точностью параметров приблезительно", резисторы есть с +/-0.1 %, думаю этого вполне достаточно будет? Термопара простая, кажется нихром-манганин, работа курсовая, так- как я не электрик, а механик, то не очень силен в электронике, устройство должно снимать температуру с зон резца токарного станка в время работы резцом, по этому нужно довольно точная индикация, каких то +/-5 гр. С не катит. Думаю добиться +/-1 гр. С а может и даже 0,5гр. С, Да, "губа не дура" )))))

Может Вы имели ввиду дифференциальный (а не 2х канальный) усилитель?
Если термопара будет удалена от прибора (длинный провод), да ещё будет работать на станке, то борьба с наводками предстоит нешуточная

. В такой ситуации, как показывает практика, никакие меры не бывают лишними. Это и экранировка (лучше использовать витую пару в экране), и тщательная разводка платы (особенно цепей питания), и схемотехника. Высокий коэффициент подавления синфазного напряжения, в данном случае важен. Резисторы 0,1% обеспечат этот коэффициент примерно на уровне -54дБ. Смещение и дрейф нуля, наверное, тоже важен. У LM324 этот параметр намного хуже 1...3мВ против 10...100мкВ у INA129. Шумы у LM324 вообще не нормируются, у INA129 - 0,2мкВп-п (весьма недурно) в полосе 10Гц.
Чтобы понять какие параметры усилителя требуются, нужно "плясать" от чувствительности термопары. Можете сказать, какое у неё термо-эдс при комнатной температуре и какова чувствительность в мкВ/град?

tytar

Нашел вот эту схему, в статье к ней було указано INA129, а не тот, ч тов схеме...
Интересует часть обведенная красным. Можно ли сдесь заменить INA129 на LM324 при "нужном" включении, нужно ли соблюдать номиналы указаные в структурной схеме INA129 при замене его на LM324?
Что будет если питание будет не +/-12, а +/-10? как это повлияет?

Термопара пока что от мультиметра.

Наверное выше выложенная схема будет по проще и не хуже чем
вот эта http://www.radiokot.ru/circuit/analog/home/02/02.gif
и статья http://www.radiokot.ru/circuit/analog/home/02/

YAA · Сообщение **YAA** » Сб авг 08, 2009 11:12:46

Судя по сравнительно небольшому коэффициенту усиления - чувствительность у термопары довольно высокая...
Все эти микросхемы имеют широкий диапазон напряжений питания, так что переход с 12В на 10В не должен повлиять вообще. На 2В раньше наступит ограничение на выходе - и всё.
А вот то, что обведено красным - (по-моему) просто безграмотно. Вывод 5 инструментальника правильно подключать ТОЛЬКО к источникам напряжения. В предыдущих постах я писал, что внутренние резисторы подгоняют лазером до высоких точностей, а тут добавляют сотни Ом. Коэффицент подавления синфазного сигнала будет просто никакой. Для точного измерения температуры (Вы говорили о 0,1град) это "не катит".

tytar

Вот ссылка на сайт с которого я брал инфу
http://audio.micronet.lv/diy/soldering/solder.html
Там написано "Напряжение термопары линейно зависит от температуры. Нужно выставить два параметра - угол наклона и начальное смещение. Подстроечником R2 регулируется усиление, а значит наклон графика зависимости f=U(t°), а R4 - начальное смещение"

Я говорил о +/-1, это в иделале, мне хотя бы добиться +/-3-5грС.
Тогда может стоит лучше взять терморегулятор для муфельной печи? там есть и фильтр подавления помех...

YAA · Сообщение **YAA** » Сб авг 08, 2009 13:28:27

tytar писал(а):Вот ссылка на сайт с которого я брал инфу
http://audio.micronet.lv/diy/soldering/solder.html
Там написано "Напряжение термопары линейно зависит от температуры. Нужно выставить два параметра - угол наклона и начальное смещение. Подстроечником R2 регулируется усиление, а значит наклон графика зависимости f=U(t°), а R4 - начальное смещение"

Я говорил о +/-1, это в иделале, мне хотя бы добиться +/-3-5грС.
Тогда может стоит лучше взять терморегулятор для муфельной печи? там есть и фильтр подавления помех...

У меня, почему-то, ссылка не работает?

Фильтр помех, конечно, хорошо. Но зачем коверкать CMRR инструментальника? По-моему, помехи надо давить в зародыше!

Лично я бы сделал по-другому. R2 - остаётся. А вот напряжение смещения с точки соединения R4 и R5 подать на вывод 5 через дополнительный операционник, включенный как повторитель напряжения. Тогда будут и "волки сыты и овцы целы", то есть и функции сохранятся, и CMRR останется высоким.

tytar

У меня работает. Страницу сохранил и запаковал.
Два вопроса:
1. Какую роль здесь сыграет повторитель напряжения?
2. Можно ли INA129 собрать на LM324 или ему подобные? На много ли он будет уступать "оригиналу"?

YAA · Сообщение **YAA** » Сб авг 08, 2009 16:43:10

tytar писал(а):У меня работает. Страницу сохранил и запаковал.
Два вопроса:
1. Какую роль здесь сыграет повторитель напряжения?
2. Можно ли INA129 собрать на LM324 или ему подобные? На много ли он будет уступать "оригиналу"?

1. Повторитель обладает малым выходным сопротивлением, то есть - это источник напряжения. А раз сопротивление малО, то и разбаланс сопротивлений инструментального усилителя будет минимальным, и, следовательно, высокий CMRR сохранится.
2. Собрать можно и, наверное, нужно. Четвёртый усилитель использовать для смещения (о чём я говорил выше). Для Вашего применения остаётся два "тёмных" момента. Первый - дрейф нуля усилителя. Второй - шумы. И то и другое не отличимо от полезного сигнала с термопары. Если сигнал с термопары намного больше, чем эти величины (речь идёт о микроВольтовом диапазоне), то всё будет работать.

YAA · Сообщение **YAA** » Сб авг 08, 2009 16:53:20

Наконец-то удалось посмотреть статью.
Из неё следует, что чувствительность термопары - около 1мВ/градЦ. Если это действительно так, то, вроде, всё хорошо!

tytar

Весьма благодарен за столь развернутый ответ! У меня остаеться только один вопрос.
Какие сопротивления следует применить, всмысле номиналы, со структурной схемы INA129 или со схемы LM324. Для LM324 это 100к, для INA129 это 4R - 40к 2R -25k?

На самом деле сигнал с любой термопары- нелинейный. Линейным его можно считать только в некотором температурном диапазоне.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ термометры учитывают эту нелинейность программно, при указании типа применяемой термопары.
Достоинство термопары от мультиметра- малая масса и поэтому малая температурная инерция; вполне подойдут для точечного измерения температуры. Учтите, что большое влияние на результат измерения оказывает тепловой контакт между объектом измерения и термопарой, а также скорость изменения температуры. Из-за этого может оказаться, что фактическая точность измерения многократно меньше точности термометра. И встает вопрос- а зачем тогда сверхточная и сверхстабильная схема усиления сигнала термопары?
Я уже упоминал, что даже без сверхпрецизионных резисторов, а просто подобранных цифровым омметром получал стабильный результат - сигнал с тензодатчика усиливал до диапазона 20 вольт ( не опечатка- именно до этой величины, чтоб максимально использовать диапазон преобразования АЦП)
Схема измерения температуры для муфеля тоже работала без нареканий.
Подумайте о том, как Вы будете градуировать свой термометр.. У термопар , даже при указанной характеристики, тоже есть разброс параметров...

YAA · Сообщение **YAA** » Вс авг 09, 2009 08:17:57

tytar писал(а):Весьма благодарен за столь развернутый ответ! У меня остаеться только один вопрос.
Какие сопротивления следует применить, всмысле номиналы, со структурной схемы INA129 или со схемы LM324. Для LM324 это 100к, для INA129 это 4R - 40к 2R -25k?

INA129 выполнена по "классической" схеме инструментального усилителя.
Первый каскад (на двух операционниках с общим резистором) определяет коэффициент усиления дифференциального сигнала. Точность и стабильность этих резисторов определяет точность и стабильность коэффициента усиления. Если, скажем, точность этих резисторов будет 5%, то коэффициент усиления будет иметь точность 10%. Для синфазного напряжения первый каскад имеет коэффициент 1.
Второй каскад (третий операционник с четырьмя резисторами) для дифференциального сигнала имеет коэффициент 1, а синфазное напряжение ослабляется. Чем выше точность этих резисторов, тем сильнее ослабится синфазное напряжение. Величина номинала не особенно важна - важна точность и стабильность. Если точность этих резисторов будет 5%, то синфазка подавится примерно в 10 раз (-20дБ), при точности резисторов 0,1% подавление будет примерно 500 раз (-54дБ). 40 или 100 к это будет - не особенно важно. Ставьте 4 одинаковых 0,1%. Я бы тут сделал по максимуму, ведь неизвестно, какие помехи будут на токарном станке?
Как говорится: "Старайтесь сделать хорошо. Плохо, оно само получится"!

tytar

Вот на основе всего выше сказаного )))

YAA · Сообщение **YAA** » Пн авг 10, 2009 08:05:37

tytar писал(а):Вот на основе всего выше сказаного )))

Да, примерно так...
Единственное (хотя, это необязательно), к R3 неплохо было бы добавить последовательно постоянный резистор, а то при R3=0 получается бесконечный коэффициент усиления, и поставить параллельно R9 фильтрующий конденсатор.
Удачи!

tytar

Начал собирать по схеме и возник вопрос не раз видел схемы где на входе ОУ ставили 1-10К омные резисторы. Нужны ли они сдесь и какую роль они играют? Всмысле они относяться типичним схемам на ОУ - Дифференциальный усилитель