ampli OP... ou autre.

[airbla]

Bonjour,
J'utilise des capteurs de flux thermiques (réseau de thermopiles) qui délivrent un signal de 1µV/W/m²... En règle générale, j'étudie des flux de l'ordre de 15 à 100 W/m², donc un signal de 15 à 100µV. J'ai réalisé un montage avec un ampli OP INA118P et un gain de 10000. Tout ça fonctionne correctement sauf que... le flux peut être dans un sens ou dans l'autre au travers du capteur, donc le signal positif ou négatif. Et donc l'ampli OP ne fonctionne que quand le signal est positif... Quelqu'un aurait-il une idée de montage ou de référence d'ampli pour contourner ce problème ?. Une fois le signal amplifié, j'utilise un convertisseur A/N 24 bits (NAU7802) qui a lui-même un amplificateur PGA (gain 128 max) qui accepte en entrée des signaux positifs ou négatifs. Le gain n'est cependant pas assez important d'où mon souhait de pré-amplifier le signal. Si quelqu'un a une idée....?
Merci d'avance
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[Pascal071]

Bonjour
L'ampli op fonctionne aussi pour le négatif,
Vref à 0v
Alimentation symétrique + et - (2,5 à 18v)
Sortie par rapport au 0v

[airbla]

Bonjour,
Merci pour votre aide. Atteignant, voire dépassant largement les limites de mon inculture en la matière, auriez vous une idée sur le montage final et une référence d'ampli partant du principe que pour l'instant, la source de courant dont je dispose est le +5V de la carte Arduino (ou le +12V de son alimentation....?

[jiherve]

bonjour,
je dirais même plus son mode de fonctionnement basique est en bipolaire, c'est bien de lire les datasheet.
remarque le Vos est commensurable avec le signal prévoir un reglage hardware ; Ilpeut atteindre 1mV lequel multiplié par 10000 donera 10V ce que l'INA ne peut fournir!
pour toutes ces raisons le gain est trop fort il faut se limiter à 1000 et ajouter un étage.
encore un montage qui tombe en marche!
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[airbla]

Bonjour jiherve,
Merci pour votre intérêt pour la question, mais je dois dire que si l'électronique n'est pas du vaudou, ce qui est semble-t-il parfaitement envisageable, votre réponse est, pour moi, totalement ésotérique et se rapproche du chinois que je ne maitrise absolument pas.....J'ai des capteurs de flux thermique qui délivrent une tension proportionnelle au flux thermique qui les traverse et de l'ordre de +/-15 à +/-100µV selon le sens du flux. Avec un gain de 10000 je ne vois pas comment on arrive à 10V ?....100µV x10000 pour moi çà fait 1V? ce +/-0,15V à +/-1V, je le converti dans un ADC24bits NAU7802. Ce qui fonctionne très bien quand j'ai une tension positive aux entrées de l'INA118P que j'ai actuellement. Par contre avec le montage des plus basique que j'ai fait, ça ne fonctionne plus quand la tension s'inverse aux entrées de l'INA118P. Si je connecte directement le capteur aux entrées du NAU7802, c'est très instable du fait de la petitesse du signal. Langage de béotien, je m'en excuse.

[jiherve]

re
là c'est moi qui ai mal lu data sheet ce qui est spécifié c'est RTI et pas directement l'offset d'entrée or on a:
RTI = Vosi + Voso/G avec Vosi l'offset d'entrée et Voso l'offset de sortie compte tenu de la plage indiquée 50µV 1mV on peut supposer que Vosi = 50µV(ce qui est indiqué au debut de la DS) et Voso = 1mV alors l'offset total de sortie RTO = Vosi • G + Voso donc 0,5V avec avec un gain de 10000 => prévoir réglage d'offset

ceci dit si tu le fais fonctionner avec une alimentation unipolaire il faut respecter :

With single supply operation, V+ IN and V– IN must be 1.2-V greater than ground for linear operation.

Donc prévoir polarisation des entrées et recalage de la sortie en utilisant Vref.
une simulation en alimentation 5V unipolaire avec un équivalent de chez LT:

en rouge avec Vref = 2,5V
en blanc Vref = 0V
Donc cela influera sur les valeurs de ton ADC qui devra travailler autour de 2,5V
ajout j'aurais du inverser les plot pane pour plus de clarté!
JR

[Pascal071]

bonjour
Comment est branché le capteur de flux sur l'entrée du 7802?
Comme un pont doit être utilisé, il y a déjà 1/2 tension sur la branche fixe, peut-être l'utiliser pour faire le Vref du 1er ampli?
Est il possible d'avoir un schéma de vos branchements actuels?

[Pascal071]

Bonjour
Un gain de 10 000 en continu, ça va être dur à concevoir vite fait...

[airbla]

Bonjour Patrick,
En fait j'utilise un breakout ADAFRUIT: https://learn.adafruit.com/adafruit-...-qwiic/pinouts
C'est vrai que le NAU7802 est "traditionnellement" utilisé pour des capteurs de force (pont de wheatstone) mais il peut également être utilisé pour d'autre types de capteurs...
Le capteur de flux est connecté aux entrées A+ et A- , les pins E+ et E- délivrant une tension égale à la tension de référence LDO (programmable, en l'occurence entre 2V4 et 4,5V). Je ne m'en sert pas.
Donc, quand j'utilise le capteur directement connecté, le souci est que les très faibles flux sont masqués par le bruit et les données ne deviennent exploitables qu'avec des flux importants. D'où mon idée de préamplifier le signal même si le NAU7802 possède déjà un PGA (gain maxi de 128).
Le gain de 10000 est théoriquement obtenable avec l'INA118 en mettant une résistance de 5ohms entre les pins 1 et 8 (gain= 1+50Kohms/R)
Quand j'essaye d'utiliser l'INA118, je banche le capteur de flux sur les entrées V+in,V-in de l'iNA118, la pin Ref à la masse, la sortie Vo sur l'entrée A+ du breakout NAU7802, l'entrée A- à la masse...
Tout çà me donnant les résultats escomptés tant que le flux est "entrant" (A+ est positif). Dès que le flux s'inverse et devient "sortant" (A+ est négatif), çà coince !!!.
Merci pour votre aide.

[jiherve]

re
si l'ADC est utilisé avec une entrée à la masse il ne traite que du positif:

When measuring single-ended signals with respect to ground, connect the negative input (VIN1N or
VIN2N) to ground and connect the input signal to the positive input (VIN1P or VIN2P). Note that when
this device is configured this way, only half of the converter full-scale range is used, since only positive
digital output codes are produced.

il faut tout décaler avec une tension d'environ 2.5V ce que j'ai déjà écrit.
JR

[airbla]

jiherve, je vous remercie, grâce à Pascal et vous, je commence à sortir un peu du brouillard, qui reste cependant encore un peu épais, que même le fog londonien ressemble à la petite brume d'un petit matin frais !.

Comment je fais pour "décaler" ?... Si je branche le capteur de flux directement sur le NAU7802, les petits signaux (quelques µV) sont noyés dans le bruit. Voir la pièce jointe:
4 capteurs de flux sans flux significatifs, 1 = 0,0021µV, donc par exemple, une valeur de 4778 = 10.03µV
...mais j'ai bien des valeurs soit positives, soit négatives.
Si je préamplifie le signal dans un INA118P, et que je n'ai que des valeurs positives, c'est ok. Je cherche donc à savoir comment en sortie d'un ampli OP (de référence à définir et offrant un gain important), je peux obtenir un signal soit positif soit négatif en fonction du sens du flux thermique...
Merci pour votre aide.

[Pascal071]

Il faudrait mettre à 2v5 (dispo. paramétrable en E+ du NAU7802*):
Négatif du Capteur ---> Vin- iNA118 ---> A- NAU7802*
La sortie donnera 2v5 si capteur = 0
Cdt

[jiherve]

re
je crains qu'on ne puisse pas utiliser le LDO interne il est prévu pour alimenter un pont donc avec un retour VLDO/2 en mode commun, il faudrait ajouter un pont diviseur + filtrage et un suiveur , ou rajouter un truc type TL431 abruti par un filtrage costaud.
JR

[airbla]

Bonsoir Pascal, (désolé pour la confusion de prénom précédente...)
Bonsoir jiherve,

Si entre pros que vous êtes vous n'êtes pas en phase, alors imaginez moi !....

Pascal,
Je vais tester, pas de soucis... mais qu'est-ce que je fais du "+" de mon capteur ?.....
Y a pas 2V5, c'est 2V4 ou 2V7 comme valeur de LDO, donc de E+.
Comment j'alimente le INA ? en 5V (venant de l'arduino) ou avec E+ et E- ?

[Pascal071]

Bonsoir
un schéma est plus rapide qu'un long texte...
Pour essais... n'engage que moi!

[airbla]

... J'ai essayé.... J'obtiens invariablement 8388607 ce qui correspond a 2^23, ce qui doit vouloir dire que le NAU7802 reçoit un signal égal à Vref/2 ?...

[airbla]

Déjà, ça n'a pas fumé et le NAU est toujours vivant...!!!
En fait, comme j'ai 4 capteurs, donc 4 NAU, est-ce que je ne pourrai pas faire l'alimentation symétrique pour alimenter les INA118 avec deux tensions de référence de 2 NAU ?????

[Pascal071]

La sortie est à E+ /2 pour Vcapteur= 0,000v
Programmer E+(Vdda) à 4v, donnera 2v pour Vcapteur=0,000v
Cdt

[jiherve]

bonjour
le schéma de Pascal est presque bon :
Mais il faut alimenter l'INA avec Avdd sinon il aura bien du mal a sortir Avdd/2 !
et bien polariser Vin- (INA,ADC) mais aussi Vref avec Avdd/2 car c'est çà qui réalise le décalage
la polarisation de Vin- INA (qui ne sert qu'a respecter le mode commun) suppose que les capteurs passent le continu et sont à faible impédance.
JR

[Pascal071]

Bonjour
Oui, boulette, l'INA118 doit être alimenté par Avdd
Et oublié Vref

[airbla]

Bonsoir Pascal,
Bonsoir jihervé,
Je ne viens que maintenant de prendre connaissance de vos derniers messages... Je teste demain et je vous tiens au courant.
Meilleurs voeux.