Utilizar un operacional con F.A. simple (0 - 5 V) para amplificar LM35

[Jaime Molleja]

Hola, quisiera pedir ayuda sobre un tema que supuestamente es DEMASIADO SIMPLE, pero que se nos está complicando a dos profesores y a mi (alumno de FP Superior de electrónica).

Tengo que amplificar la señal de un sensor de temperatura LM35, hasta ahí perfecto, pero el problema viene porque solo tengo una alimentación de 5 V, no tengo una alimentación simétrica, entonces, hemos probado varios esquemas, un diferencial, con dos operacionales, con uno, y hasta con el LM324 que es un c.i. con 4 operacionales y dicen que no pasa nada por alimentarlo con alimentación simple, que con una diferencia de 0 entre + y - sale por la salida una señal de 0 v, y no, sale la mitad de la alimentación, casi 2.5 V. Entonces...

Yo lo que quiero saber es que puedo hacer? si es tan facil y poco complicado, porque no sale?? cual es el problema? solo quiero amplificar la señal del LM35 que son 10 mV / 1ºC y quiero que sean 25 mV / 1ºC y que si tengo 0 ºC me salga por la salida del operacional 0 V.

Gracias de antemano a quien me pueda ayudar.

 

[xae]

Con alimentación simple el LM35 no puede medir 0 grados centígrados, ya que la salida no puede llegar a 0 voltios, el valor mínimo es de 2 grados centígrados, si precisas medir 0 grados centígrados con alimentación simple es necesario modificar el circuito de medida, consulta la información técnica al respecto.

Siempre que las tensiones de entrada estén dentro del rango de la tensión de modo común del operacional, el circuito más sencillo es un amplificador diferencial con un único operacional y cuatro resistencias, dos formando un divisor de tensión desde la entrada hasta el terminal positivo y la configuración de ganancia no inversora en el terminal negativo.

 

[Jaime Molleja]

Con alimentación simple el LM35 no puede medir 0 grados centígrados, ya que la salida no puede llegar a 0 voltios, el valor mínimo es de 2 grados centígrados, si precisas medir 0 grados centígrados con alimentación simple es necesario modificar el circuito de medida, consulta la información técnica al respecto.

No, lo del LM35 lo tengo solucionado,tranquilo, solo puse un ejemplo de que si tenia por la entrada de señal un 0V viniera de donde viniera,queria tener en la salida eso, un 0 tambien. Mi pregunta era sobre como montar el operacional para que me funcione con una alimentación simple. Entonces seria con un divisor de tensión tener 2.5 V en la entrada negativa y el LM35 en la entrada positiva no? mas las resistencias de ganancia no?

 

[xae]

Depende del tipo de operacional, si éste soporta 0 voltios a la entrada, cualquier montaje no inversor te vale.

Si no soporta 0 voltios a la entrada, tienes que aplicar una tensión de bias para hacer que la tensión de entrada esté dentro del rango de entrada del operacional, formas de hacer esto hay variadas y diversas, ahora bien, si quieres desplazar el rango de entrada pero no el de salida, las únicas opciones son acoplar la salida en alterna o un montaje diferencial.

En este enlace http://www.apexanalog.com/wp-content/uploads/2012/10/AN21U_D.pdf puedes encontrar detallada la forma de calcular una configuración diferencial con el rango de tensión de modo común que desees.

 

[Jaime Molleja]

gracias por el pdf, mañana mismo probare el circuito que mejor me convenga, pero creo que utilizare un comparador y que me saque la diferencia amplificada por la salida, y entonces... pongo la R de la ganancia entre el + y la salida, la señal del LM35 conectada al pin del + y la patilla negativa conectada a un divisor de tensión para que le entren 2.5 V al tener el operacional LM741 una alimentación de 5 V y 0 V. ¿Estoy confundido o deberia ser asi el montaje?

Gracias por intentar resolver mi problema.

 

[xae]

No puedes utilizar el LM741 alimentado a +5V/-0V, ya que su rango de tensión de entrada es de aproximadamente 2,5 +/- Vcc, vamos que la única tensión de entrada en rango es 2,5V, búscate otro operacional.
Te recomiendo que adquieras el hábito de leer las hojas de características de los dispositivos, no todos los amplificadores operacionales son adecuados en todos los casos.

El LM741 es un operacional ya antiguo y no fue diseñado para trabajar con tensiones simples, esta especificado para una tensión nominal de +/-15V.

Creo que dispones de un LM324, éste es válido para la aplicación, debes conectarlo en la configuración no inversora, entrada al terminal positivo y red de realimentación entre la salida y el terminal negativo/masa, y nada más; vas a encontrar varios problemas, la tensión de salida no puede llegar a 0V, será del orden de 20mV como máximo, con entrada nula. La tensión de offset es del orden de 5mV, todo esto te va a generar un error, que tendrás que compensar.
Como puedes ver, la alimentación simple y los amplificadores operacionales no se llevan muy bien.