【仪表放大器】仪表放大器（Instrumentation Amplifier，简称 INA）是一种高精度、高输入阻抗的差分电压放大器，广泛应用于测量系统中，特别是在需要对微弱信号进行放大和噪声抑制的场合。它能够有效地放大两个输入端之间的电压差，同时抑制共模信号，因此在工业控制、医疗设备、传感器接口等领域具有重要应用价值。
一、仪表放大器的基本特性
| 特性 | 描述 |
| 高输入阻抗 | 输入阻抗通常高达数兆欧姆以上，减少对信号源的影响 |
| 高共模抑制比（CMRR） | 能有效抑制共模信号，提高信噪比 |
| 可调增益 | 通过外部电阻调节增益，灵活适应不同需求 |
| 低漂移 | 温度漂移小，适合精密测量 |
| 低噪声 | 输出噪声低，适用于微弱信号处理 |
二、仪表放大器的结构原理
典型的仪表放大器由三个运算放大器组成：
1. 输入级（差分放大器）：由两个运放构成，用于放大差模信号并抑制共模信号。
2. 中间级（增益级）：负责进一步放大信号，通常为一个运放。
3. 输出级（电压跟随器）：提供低输出阻抗，增强驱动能力。
部分仪表放大器采用集成芯片形式，如 AD620、INA128 等，内部已集成了上述结构，使用更加便捷。
三、仪表放大器的应用场景
| 应用领域 | 说明 |
| 传感器接口 | 如温度、压力、应变片等传感器信号的调理 |
| 医疗设备 | 心电图、血压监测等生物电信号的放大 |
| 工业控制 | 对模拟信号进行精确采集与处理 |
| 自动测试设备 | 提高测量精度和稳定性 |
四、仪表放大器与普通运放的区别
| 比较项 | 仪表放大器 | 普通运放 |
| 输入阻抗 | 极高 | 较高 |
| 共模抑制比 | 非常高 | 一般 |
| 增益调节 | 易于调节 | 通常固定或需外接电阻 |
| 抗干扰能力 | 强 | 较弱 |
| 适用场景 | 精密测量 | 通用放大 |
五、总结
仪表放大器因其高精度、高稳定性和良好的抗干扰能力，在精密测量系统中扮演着不可或缺的角色。无论是工业自动化还是医疗电子，仪表放大器都提供了可靠的信号处理解决方案。选择合适的仪表放大器，不仅能够提升系统的性能，还能有效降低系统成本和复杂度。
