30-50 mV信号を0-5 V範囲にスケーリング

30〜50 mVの信号値を出力するCO ₂センサーがあります。最高の解像度を備えたマイクロコントローラーでは、これらの電圧を0〜5 Vに変換する必要があります。示されているように、非反転オペアンプ回路を使用して3〜5 Vの範囲まで電圧を増幅できることを理解していますが、その範囲を0〜5 Vに拡張して、センサー値？

差動アンプを使用して、30 mVのオフセットを差し引くことができます。

R1 = R2およびR3 = R4の場合、伝達関数は

$V_{OUT} = \dfrac{R3}{R1}(V_2 - V_1)$

$\times$

差動アンプの問題は、R1が抵抗分圧器に負荷をかけて30 mVのオフセットを取得するため、抵抗を再計算する必要があり、V2には入力インピーダンスがあり、測定が歪む可能性があることです。

計装アンプは、ソリューションです。

$\times$

$V_{OUT} = \dfrac{2 R2}{R1}\cdot \dfrac{R4}{R3} (V_2 - V_1)$

Microchip MCP6N11は適切なデバイスです。

ここで必要なのは計装アンプです（ただし、オペアンプは細部にまで注意を払って使用でき
ます）電源（シングル、デュアル）に応じて、注意する必要があります。単一電源（例えば0〜5V）を使用している場合、あなたは確かInAmpは（入力範囲が地面を含まなければならないので）30-50mV相対地面になり、あなたの入力信号のレベルのコモンモード入力を処理することができますしなければならない
ので、また、出力にグランド（および5V電源を使用している場合は電源レール）が含まれている場合、出力が両方のレールまで完全にスイングできることを確認する必要があります。多くのInAmpはこれらのいずれも行いません。LTC2053は、としてMCP6N11スティーブンは言及され、オプションで外/内レールに一方のレールです。

$10^{13}\Omega$$10\ T\Omega$

とにかく、上記のことに注意する限り、セットアップは非常に簡単です。30mVを反転入力に印加し、信号を非反転入力に印加し、（5V-0V）/（50mV-30mV）= 250のゲインを設定します。

LT1789 InAmpを使用したデュアルレール（+ -5V）回路の例を以下に示します。

シミュレーション：

単電源のLTC2053回路（上記と同じであるためシミュレーションは示されていません）：

このような計装アンプを使用してください。

30〜50mVを0〜5Vに増幅するため、5V /（50mV-30mV）= 250のゲイン。データシートを使用してゲイン抵抗を選択します。私の例では、G = 1 +（100k / Rg）であるため、402オームではRg = 100k /（G-1）です。これらの値はかなり正確である必要があり、疑わしい場合は少し大きくし、少しスパンを犠牲にします。0〜5Vが必要なため、基準電圧はスパンの中央なので2.5Vに設定する必要があります。そのために基準ダイオードを使用してください。