SensorCatalog

계측 증폭기 이득 계산기

브리지나 센서 증폭기의 이득 저항을 고르고, 출력이 전원 범위 안에 머무는지 확인합니다.

이득

저항 계열

입력과 출력

결과

499Ω

E96 값, 이득 99.998(목표 대비 -0.002 %).

정확한 RG
498.99 Ω49.4 kΩ / (100 − 1)
E96 487 Ω
G = 102.44+2.44 % · 0.500 V … 2.549 V
E96 499 Ω
G = 99.998-0.002 % · 0.500 V … 2.500 V
출력 한계
0.100 V … 4.900 V전원에서 스윙 여유 0.1 V를 뺀 값
들어가는 최대 이득
220이 입력 범위와 기준 전압에서
RG 허용차에 의한 이득 오차
±0.099 %저항 ±0.1 %, K에는 별도 허용차
입력 스팬
20 mV출력에서 2 V
공식 및 규격
G = 1 + K / RG   RG = K / (G − 1)
Vout = G × (V+ − V−) + VREF   ΔG / G = (G − 1) / G × ΔRG / RG

이득 저항 하나로 정하는 3-OP 앰프 구조의 계측 증폭기는 G = 1 + K / RG이며, K는 내부 저항으로 정해지고 데이터시트의 이득 식에 적혀 있습니다(49.4 kΩ, 50 kΩ, 100 kΩ가 흔함). 출력은 G × (V+ − V−)에 REF 단자 전압을 더한 값이며, 입력 범위 양 끝에서 전원의 출력 스윙 한계 안에 있어야 합니다.

표준 저항으로 정확한 이득을 얻는 경우는 드물어, 양쪽의 E 계열 값과 각 이득을 보여 줍니다. RG 허용차는 (G − 1)/G × 허용차로 이득에 들어가고, 데이터시트는 K의 허용차와 이득 드리프트를 더합니다. 단전원에서는 입력이 0이거나 음일 때 REF 단자로 출력을 음쪽 레일 위로 올려야 합니다. 입력 동상 범위는 이득에 따라 달라지며 데이터시트에 다이아몬드 도표로 나오지만, 여기서는 확인하지 않습니다.

증폭 출력이 있는 로드셀이나 브리지 센서가 필요하신가요?

SensorSpan에 견적 요청

계측 증폭기 이득 계산기의 원리

계측 증폭기는 스트레인 게이지 브리지나 로드셀 출력처럼 두 입력 사이의 작은 차이를 증폭하고, 두 입력에 공통인 전압은 제거합니다. 저항 하나로 이득을 정하는 계측 증폭기 대부분은 G = 1 + K / RG 꼴의 식에 따라 외부 저항 RG로 이득을 정합니다. K는 내부 저항으로 정해지며 데이터시트의 이득 식에 적혀 있습니다.

이 계산기는 목표 이득에 대한 정확한 RG, 그 양쪽의 E24 또는 E96 표준값, 각각의 이득, 입력 범위 양 끝에서의 출력 전압을 구합니다. 출력을 전원에서 출력 스윙 여유를 뺀 범위와 비교하고, 그 안에 드는 값 중 목표에 가장 가까운 값을 권합니다.

이득 상수 K

K는 부품마다 다르며 데이터시트에서 가져와야 합니다. 49.4 kΩ는 흔한 계측 증폭기 여럿(AD620형, INA129형 식)에, 50 kΩ는 다른 것(INA128형)에, 100 kΩ는 일부 저전력 부품에 나옵니다. 다른 데이터시트의 K를 쓰면 몇 %의 이득 오차가 생겨 교정 불량처럼 보입니다.

표준값과 이득 오차

정확한 RG가 표준값인 경우는 드뭅니다. G = 100, K = 49.4 kΩ에서 정확한 값은 498.99 Ω이며, 499 Ω(E96)이면 G = 99.998입니다. RG가 작을수록 이득이 커지므로, 출력이 레일에 가까우면 큰 쪽 표준값이 안전합니다.

RG 허용차는 (G − 1)/G × 허용차로 이득에 들어가므로, 0.1 % 저항은 높은 이득에서 거의 0.1 %의 이득 오차를 더합니다. 데이터시트는 보통 0.몇 %인 K의 허용차와 온도에 따른 이득 드리프트를 더합니다. 2점 교정으로 초기 오차는 없앨 수 있지만 드리프트는 남습니다.

출력 범위와 기준 단자

출력은 G × (V+ − V−) + VREF입니다. 단전원에서는 출력이 0 V에 닿지 못합니다. 기준을 0 V로 두고 입력이 없으면 출력은 아래쪽 스윙 한계보다 낮아져 틀리게 읽힙니다. 버퍼를 단 분압 회로처럼 임피던스가 낮은 전원으로 기준 단자를 올리면 출력 범위 전체가 위로 옮겨집니다. 0.5 V나 전원의 중간값이 흔합니다. 계산기는 입력 양 끝이 출력 한계 안에 드는 최대 이득을 보여 줍니다.

브리지 출력은 스트레인 게이지 브리지 계산기나 로드셀 출력 계산기에서 가져와 입력하고, 얻은 분해능은 ADC 분해능 계산기로 확인하세요.

자주 묻는 질문

입력 동상 범위가 왜 중요한가요?

내부 증폭기마다 전압 한계가 있어서, 허용되는 동상 전압은 이득과 출력 전압에 따라 달라집니다. 데이터시트는 이를 마름모꼴 도표로 보여 줍니다. 같은 단전원으로 여기한 브리지는 전원의 중간에 있으니 그 점을 도표에서 확인하세요. 이 계산기는 확인하지 않습니다.

저항 두 개를 직렬로 써서 정확한 값을 만들 수 있나요?

가능하지만 저항마다 허용차와 온도 계수가 더해집니다. 0.1 % 저항 두 개가 1 % 저항 하나보다 대개 낫고, E96 값 하나로도 충분히 가까운 경우가 많습니다.

RG는 어디에 두어야 하나요?

RG 단자에 최대한 가깝게, 짧고 대칭인 배선으로 둡니다. RG 단자는 내부 증폭기 입력으로 이어지므로, 그곳의 부유 용량이나 잡음 유입도 함께 증폭됩니다.

↑ ↓ 선택 · Enter 열기 · Esc 닫기