将30-50 mV信号缩放至0-5 V范围

我有一个CO ₂传感器，输出信号值30-50 mV。对于我的微控制器，我需要将这些电压转换为0-5V。我了解可以使用所示的同相运算放大器电路将电压放大到3-5 V，但可以将该范围扩展到0-5 V，以获得更好的分辨率。传感器值？

您可以使用差分放大器减去30 mV的失调。

当R1 = R2且R3 = R4时，传递函数为

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

因此，将V1设置为30 mV，然后选择R3 = 250 R1。 $\times$

差分放大器的一个问题是R1将给电阻分压器加载以获得30 mV的偏移，因此您必须重新计算电阻，而且V2的输入阻抗可能会使测量失真。

一个仪表放大器是解决方案。

大多数仪表放大器是具有缓冲输入级的差分放大器。输入级设置增益，而差分级通常为放大器。然后放大$\times$

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

Microchip MCP6N11是合适的器件。

在这里，您需要一个仪表放大器（尽管可以使用运放，但要注意一些细节），但是
根据您的电源（单，双），您需要小心。如果使用单电源（例如0-5V），则必须确保仪表放大器可以处理你的输入信号的电平，这将是30-50mV相对于地面（这样的输入范围必须包括接地）的共模输入
此外，由于您的输出包括接地（如果使用5V电源，则包括电源导轨），必须确保输出可以完全摆动到两个导轨。许多InAmp都不做这些事情。该LTC2053是一个轨输入/输出选项钢轨，由于是MCP6N11史蒂芬提到。

编辑-LTC2053将不适合，因为输入阻抗不够高。MG811数据手册规定了输入阻抗>100GΩ的运算放大器/仪表放大器的需求，因此需要Steven建议的MCP6N11之类的东西。输入电阻为，即。 我留下了其余的答案来演示典型的设置，因为无论使用哪种Inamp，其原理都是相同的。 10 Ť $10^{13}\Omega$$10\ T\Omega$

无论如何，只要您照顾好上述内容，设置就非常简单。将30mV施加到反相输入，将信号施加到同相输入，并将增益设置为（5V-0V）/（50mV-30mV）= 250。

这是LT1789 InAmp 的双轨（+ -5V）示例电路：

模拟：

单电源LTC2053电路（仿真未显示，与上面相同）：

使用仪表放大器像这一个。

由于要将30-50mV放大到0-5V，因此5V /（50mV-30mV）=增益250。请使用数据表选择增益电阻。对于我的示例，G = 1 +（100k / Rg），因此对于402欧姆，Rg = 100k /（G-1）。这些值必须非常精确，并且在有疑问时将其增大一点并牺牲一点间距。由于您需要0-5V，因此您需要将参考电压设置为2.5V，因为这是跨度的中间值。为此，请使用参考二极管。