แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัด (บางครั้งย่อว่าin-ampหรือInAmp ) คือแอมพลิฟายเออร์ แบบดิฟ เฟอเรน เชียล ที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งติดตั้งแอมพลิฟายเออร์บัฟเฟอร์อินพุตทำให้ไม่จำเป็นต้องจับคู่ ความต้านทานอินพุต และทำให้แอมพลิฟายเออร์นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์วัดและทดสอบคุณลักษณะเพิ่มเติม ได้แก่ค่าออฟเซ็ตDC ต่ำมาก การเลื่อนต่ำ สัญญาณ รบกวนต่ำ อัตราขยาย แบบวงเปิด สูงมาก อัตราส่วนการปฏิเสธโหมดร่วมสูงมากและความต้านทานอินพุตสูงมากแอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดใช้ในกรณีที่ ต้องการ ความแม่นยำและความเสถียรของวงจร สูง ทั้งในระยะสั้นและระยะยาว

แม้ว่าแอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดมักจะแสดงแผนผังเหมือนกับแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ มาตรฐาน (op-amp) แต่แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดแบบอิเล็กทรอนิกส์นั้นเกือบจะประกอบด้วย op-amp 3 ตัวภายในเสมอ โดยจัดเรียงให้มี op-amp หนึ่งตัวสำหรับบัฟเฟอร์อินพุตแต่ละตัว (+, −) และอีกหนึ่งตัวสำหรับสร้างเอาต์พุตที่ต้องการด้วยการจับคู่ความต้านทานที่เหมาะสมสำหรับฟังก์ชัน^{[ 1 ] [ 2 ]}

แม้ว่าแอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดจะได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับงานขยายสัญญาณแรงดันอิมพีแดนซ์สูงอย่างแม่นยำ แต่การเลือกออกแบบนี้ก็มีข้อเสียคือความยืดหยุ่นลดลง: แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดจึงไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทำการอินทิเกรตการหา อนุพันธ์ การแก้ไขหรือฟังก์ชันอื่นใดที่ไม่ใช่การขยายแรงดัน ซึ่งควรปล่อยให้เป็นหน้าที่ของออปแอมป์^{[ 3 ]}

วงจรขยายสัญญาณเครื่องมือวัดที่ใช้กันทั่วไปแสดงอยู่ในรูป อัตราขยายของวงจรคือ

${\displaystyle A_{v}={\frac {V_{\text{out}}}{V_{2}-V_{1}}}=\left(1+{\frac {2R_{1}}{R_{\text{gain}}}}\right){\frac {R_{3}}{R_{2}}}.}$

วงจร ขยายสัญญาณด้านขวาสุด พร้อมกับตัวต้านทานที่ติดป้ายกำกับไว้เป็นวงจรขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลมาตรฐาน โดยมีอัตราขยายและความต้านทานอินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล ส่วนวงจรขยายสัญญาณสองตัวทางด้านซ้ายเป็นบัฟเฟอร์ หากถอดตัวต้านทานออก (วงจรเปิด) บัฟเฟอร์เหล่านี้จะเป็นบัฟเฟอร์แบบอัตราขยายหนึ่งเท่า วงจรจะยังคงทำงานในสภาวะนั้น โดยมีอัตราขยายเท่ากับ 1 และมีความต้านทานอินพุตสูงเนื่องจากมีบัฟเฟอร์ สามารถเพิ่มอัตราขยายของบัฟเฟอร์ได้โดยการต่อตัวต้านทานระหว่างอินพุตแบบกลับเฟสของบัฟเฟอร์กับกราวด์เพื่อลดการป้อนกลับเชิงลบอย่างไรก็ตาม การใช้ตัวต้านทานเพียงตัวเดียวระหว่างอินพุตแบบกลับเฟสทั้งสองเป็นวิธีที่ดูดีกว่ามาก เพราะจะเพิ่มอัตราขยายแบบดิฟเฟอเรนเชียลของคู่บัฟเฟอร์ ในขณะที่ยังคงอัตราขยายแบบคอมมอนโหมดเท่ากับ 1 ซึ่งจะเพิ่มอัตราส่วนการปฏิเสธคอมมอนโหมด (CMRR) ของวงจร และยังช่วยให้บัฟเฟอร์สามารถจัดการกับสัญญาณคอมมอนโหมดขนาดใหญ่ได้โดยไม่เกิดการตัดสัญญาณ ซึ่งแตกต่างจากกรณีที่บัฟเฟอร์แยกกันและมีอัตราขยายเท่ากัน ข้อดีอีกประการหนึ่งของวิธีนี้คือ ช่วยเพิ่มอัตราขยายโดยใช้ตัวต้านทานเพียงตัวเดียวแทนที่จะใช้ตัวต้านทานคู่ จึงหลีกเลี่ยงปัญหาการจับคู่ตัวต้านทาน และสะดวกมากในการเปลี่ยนอัตราขยายของวงจรโดยการเปลี่ยนค่าของตัวต้านทานเพียงตัวเดียว สามารถใช้ตัวต้านทานแบบเลือกได้ด้วยสวิตช์ หรือแม้แต่โพเทนชิโอมิเตอร์ซึ่งช่วยให้เปลี่ยนอัตราขยายของวงจรได้ง่าย โดยไม่ต้องยุ่งยากกับการสลับตัวต้านทานคู่ที่จับคู่กัน ${\displaystyle R_{2}}$${\displaystyle R_{3}}$${\displaystyle R_{3}/R_{2}}$${\displaystyle 2\cdot R_{2}}$${\displaystyle R_{\text{gain}}}$${\displaystyle R_{3}/R_{2}}$${\displaystyle R_{\text{gain}}}$${\displaystyle R_{\text{gain}}}$

อัตราขยายโหมดร่วมในอุดมคติของแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดคือศูนย์ ในวงจรที่แสดง อัตราขยายโหมดร่วมเกิดจากความไม่ตรงกันของอัตราส่วนตัวต้านทานและความไม่ตรงกันของอัตราขยายโหมดร่วมของออปแอมป์อินพุตทั้งสอง การหาตัวต้านทานที่ตรงกันอย่างใกล้ชิดเป็นความยากลำบากอย่างมากในการสร้างวงจรเหล่านี้ เช่นเดียวกับการปรับประสิทธิภาพโหมดร่วมให้เหมาะสม^{[ 4 ]}${\displaystyle R_{2}/R_{3}}$

แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดสามารถสร้างได้ด้วยออปแอมป์สองตัวเพื่อประหยัดต้นทุน แต่ต้องมีอัตราขยายสูงกว่าสองเท่า (+6 dB) ^{[ 5 ] [ 6 ]}

แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดสามารถสร้างได้โดยใช้โอเปอเรชันแอมพลิฟายเออร์และตัวต้านทานความแม่นยำสูงแต่ละตัว แต่ก็มีจำหน่ายใน รูปแบบ วงจรรวมจากผู้ผลิตหลายราย (รวมถึงTexas Instruments , Analog DevicesและRenesas Electronics ) โดย ทั่วไป แล้ว แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดแบบวงจรรวมจะมี ตัวต้านทาน ที่ตัดแต่งด้วยเลเซอร์ อย่างแม่นยำ จึงให้การปฏิเสธสัญญาณรบกวนร่วมที่ดีเยี่ยม ตัวอย่างเช่นINA128 , AD8221 , LT1167และMAX4194

แอมพลิฟายเออร์สำหรับเครื่องมือวัดยังสามารถออกแบบโดยใช้ "สถาปัตยกรรมป้อนกลับกระแสทางอ้อม" ซึ่งขยายช่วงการทำงานของแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ไปยังรางจ่ายไฟลบ และในบางกรณีไปยังรางจ่ายไฟบวกได้ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในระบบที่มีแหล่งจ่ายไฟเดียว ซึ่งรางจ่ายไฟลบก็คือสายดินของวงจร (GND) ตัวอย่างของชิ้นส่วนที่ใช้สถาปัตยกรรมนี้ ได้แก่MAX4208/MAX4209และAD8129/AD8130 (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน 2014 ที่Wayback Machine )

แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดแบบไร้ฟีดแบ็ก คือแอมพลิฟายเออร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลที่มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูง ซึ่งออกแบบมาโดยไม่มีวงจรฟีดแบ็กภายนอก これにより、各アンテンドのフィントを実現していることができ、アンテンドを実現できます。 แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดแบบรักษาเสถียรภาพด้วยชอปเปอร์ (หรือแบบไม่มีการเลื่อน) เช่นLTC2053ใช้ส่วนหน้าแบบสวิตช์อินพุตเพื่อกำจัดข้อผิดพลาดออฟเซ็ต DC และการเลื่อน

• เครื่องขยายเสียงแยกส่วน
• การใช้งานแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องขยายเสียงแบบอินสตรูเมนต์

• การวิเคราะห์เชิงโต้ตอบของวงจรขยายสัญญาณเครื่องมือวัด (Instrumentation Amplifier) ​​เก็บถาวรเมื่อวันที่ 12 มกราคม 2019 ที่Wayback Machine
• Opamp Instrumentation Amplifier เก็บถาวรเมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2011 ที่Wayback Machine
• บทเรียนเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า — เล่มที่ 3 — เครื่องขยายเสียงแบบอินทิกรัล
• บทความทบทวนเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับแอมพลิฟายเออร์โหมดร่วมและแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด(เก็บถาวรเมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2011 ที่Wayback Machine)
• โซลูชัน วงจร และการใช้งานเครื่องขยายสัญญาณเครื่องมือวัด
• วงจรขยายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล CMOS แบบอัตราขยายคงที่ โดยไม่มีการป้อนกลับภายนอก สำหรับช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (อุณหภูมิเยือกแข็ง)