Principios de análisis instrumental

))) 3EAplicación de amplificadores operacionales a operaciones matemáticas 63 Entonces, la corriente será constante e independiente de la resis– tencia de la celda, siempre que V¡ y R¡ permanezcan constantes. La figura 3.15b ilustra un amperostato en el que se utiliza un voltaje estándar V 51 d para mantener una corriente constante. Observe que el amplificador operacional 1 tiene un lazo de retro– alimentación negativa que contiene al amplificador operacional 2. Con el fin de cumplir con la condición v_ = v+, el voltaj e en el punto de suma S debe ser igual a - Vstd· Además, es posible escri– bir que en S l¡R¡ = I LRL = - v std Como R¡ y V, 1 ct son constantes en esta ecuación, el amplificador operacional funciona de tal manera que conserva h en un nivel constante determinado por R¡. El amplificador operacional 2 de la figura 3. 15b es simple– mente un seguidor de voltaje que se ha insertado dentro del lazo de retroalimentación del amplificador operacional l. Al segui– dor de voltaje que se usa en esta configuración se le suele llamar amplificador potenciador no inversor porque proporciona la inten– sidad de corriente relativamente grande que podría requerir el amperostato. 3E APLICACIÓN DE AMPLIFICADORES OPERACIONALES AOPERACIONES MATEMÁTICAS Como se muestra en la figura 3.16, sustituir con R¡ y Rrvarios ele– mentos del circuito que se muestra en la figura 3.7 permite que varias operaciones matemáticas se realicen con señales eléctricas Re a) Multiplicación o división V 0 =- - v¡dt 1 JI R¡C¡ 0 Interruptor de Interruptor de reinjcio Cr >---+----<> V O e) Integración a medida que son generadas por un instrumento analítico. Por ejemplo, los resultados de una columna cromatográfica tienen casi siempre la forma de un pico cuando la señal eléctrica proveniente de un detector se grafica en función del tiempo. Es necesario inte– grar este pico para determinar su área, la cual es proporcional a la concentración del analito. El amplificador operacional de la figura 3.16c es capaz de ejecutar esta integración en forma automática produciendo una señal que es directamente proporcional a la con– centración del analito. 3E.1 Multiplicación y división por una constante En la figura 3.16a se ilustra la manera en que la señal de entrada v¡ se puede multiplicar por una constante cuya magnitud es - RrlR¡. El equivalente a la división entre una constante se tiene cuando el cociente es menor a l. 3E.2 Adición y sustracción En la figura 3. 16b se ilustra la manera en que un amplificador operacional produce una señal de salida que es la suma de varias señales de entrada. Puesto que la impedancia del amplificador es grande y la salida debe proporcionar suficiente corriente ir para conservar el punto de suma S en virtual común, es posible escribir (3. 16) Pero ir=- v 0 /R¡, por tanto, también se puede escribir (3. 17) Rl ¡1 R¡ R2 ¡2 i¡ S R3 ¡3 >---+-----<> "o R4 ¡4 "4o---__JVVIr-----' b) Adición o sustracción C¡ >--.._----o "o d) Derivación FIGURA 3.16 Operaciones matemáticas mediante amplificadores operacionales.