【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器，尤其涉及一种电压-电流转换电路及电流输出型角度传感器。
技术介绍
1、电流输出型角度传感器，作为现代工业自动化和精密测量领域的核心技术组件。电流输出型角度传感器基于电磁感应原理，通过精确检测磁场变化来测量旋转角度，并将这一关键信息转化为电流信号输出，相较于其他类型的输出方式，电流输出具有显著的优势，不易受线路电阻变化的影响，能够在长距离传输中保持信号稳定，同时具有较高的抗噪声能力，确保测量数据的准确性和可靠性。然而，在传感器内部搭建用于电流输出的恒流源却比较麻烦。恒流源的稳定性和精确度直接决定了传感器的性能，搭建的电路都相对比较复杂，此外，还需要考虑温度、湿度等环境因素对恒流源性能的影响，并采取有效措施进行补偿和校准。申请号为202022506213.5的专利文献中公开一种两线制非接触角度传感器，在主体上安装有主轴、变送板，其中在与主轴中心线相对的位置处，变送板上安装有磁感应芯片，主轴依次穿过磁钢座、轴承，在主轴靠近变送板的一端，主轴与磁钢座固定连接，主轴另一端伸出轴承，在磁钢座面向变送板的一侧安装有磁钢，磁钢与磁感应芯片相对，变送板上设置有两条线缆用于供电和信号传输，其亦无法解决现有角度传感器电流输出易受传输线路内阻不均匀的影响，无法实现精确且稳定的电流输出的技术问题。因此，亟待提出一种电压-电流转换电路及电流输出型角度传感器，解决现有角度传感器电流输出易受传输线路内阻不均匀的影响，无法实现精确且稳定的电流输出的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种电压-电流转换电路，其中，所述电压-电流转换电路包括：第一级电路和第二级电路；所述一级电路的输入端与角度传感器内置的数模转换器的输出端电性连接，所述第一级电路的输出端与第二级电路的输入端电性连接，所述第二级电路的输出端与外部负载电性连接；所述第一级电路用于将输入电压转换为第一电流信号；所述第二级电路用于将第一电流信号转换为第二电流信号。
3、优选方案之一，所述第一级电路包括转换控制电路；所述转换控制电路包括运算放大器u2；所述运算放大器u2的1引脚分别与电容c5和电阻r6连接，所述电阻r6的另一端与mos管q2的栅极连接，所述mos管q2的漏极与第二级电路连接；所述运算放大器u2的3引脚与数模转换器的输出端连接，所述运算放大器u2的4引脚分别与电阻r8以及二极管c5的另一端连接，所述电阻r8的另一端分别与电阻r7以及mos管q2的源极连接，所述运算放大器u2的2引脚、电阻r7的另一端接地；所述运算放大器u2的5引脚接电源端。
4、优选方案之一，所述第一级电路还包括第一保护电路，所述第一保护电路包括电容c4、电阻r5和电容c2；所述电容c4的一端分别与数模转换器的输出端、电阻r5以及运算放大器u2的3引脚连接，所述电容c4和电阻r5的另一端接地；所述电容c2的一端与与运算放大器u2的5引脚连接，所述电容c2的另一端接地。
5、优选方案之一，所述mos管q2为nmos管。
6、优选方案之一，所述第二级电路包括变压电路；所述变压电路包括运算放大器u1，所述运算放大器u1的1引脚与电阻r4连接，所述电阻r4的另一端与mos管q1的栅极连接，所述mos管q1的漏极接地，所述mos管q1的源极分别与电阻r2和电阻r1连接，所述电阻r1的另一端分别与电源端和电阻r3连接，所述电阻r3的另一端与运算放大器u1的3引脚连接，所述电阻r2的另一端与运算放大器u1的4引脚连接，所述运算放大器u1的2、5引脚接地。
7、优选方案之一，所述第二级电路包括第二保护电路；所述第二保护电路包括电容c1、电容c3、电容c24和电容c22；所述电容c1的一端与运算放大器u1的1引脚连接，所述电容c1的另一端与运算放大器u1的4引脚连接；所述电容c3的一端与运算放大器u1的3引脚连接；所述电容c24的一端分别与电阻r1和电源端连接；所述电容c22的一端与mos管q1的漏极连接，所述电容c3、电容c24和电容c22的另一端接地。
8、优选方案之一，所述mos管q1为pmos管。
9、优选方案之一，所述电压-电流转换电路的传递函数为：
10、
11、其中，所述iload为传递函数，vo_a为输入电压，r3、r7、r1分别为电阻r3、r7、r1的阻值。
12、一种电流输出型角度传感器，所述电流输出型角度传感器包括所述的一种电压-电流转换电路。
13、本专利技术的上述技术方案中，该电压-电流转换电路包括：第一级电路和第二级电路；所述一级电路的输入端与角度传感器内置的数模转换器的输出端电性连接，所述第一级电路的输出端与第二级电路的输入端电性连接，所述第二级电路的输出端与外部负载电性连接；所述第一级电路用于将输入电压转换为第一电流信号；所述第二级电路用于将第一电流信号转换为第二电流信号。本专利技术通过搭建所述电压-电流转换电路，结构简单，所使用的元器件温漂小，保证了传感器在温度范围内输出的稳定性，输出信号准确，抗干扰能力强，解决了现有角度传感器电流输出易受传输线路内阻不均匀的影响，无法实现精确且稳定的电流输出的技术问题。
14、在本专利技术中，所述第一级电路不向负载提供功率输出，降低了角度传感器的功耗，能量转换效率高，使角度传感器更适用于长距离测量、采集场景下的应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电压-电流转换电路，其特征在于，包括：第一级电路和第二级电路；所述一级电路的输入端与角度传感器内置的数模转换器的输出端电性连接，所述第一级电路的输出端与第二级电路的输入端电性连接，所述第二级电路的输出端与外部负载电性连接；所述第一级电路用于将输入电压转换为第一电流信号；所述第二级电路用于将第一电流信号转换为第二电流信号。
2.根据权利要求1所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述第一级电路包括转换控制电路；所述转换控制电路包括运算放大器U2；所述运算放大器U2的1引脚分别与电容C5和电阻R6连接，所述电阻R6的另一端与MOS管Q2的栅极连接，所述MOS管Q2的漏极与第二级电路连接；所述运算放大器U2的3引脚与数模转换器的输出端连接，所述运算放大器U2的4引脚分别与电阻R8以及二极管C5的另一端连接，所述电阻R8的另一端分别与电阻R7以及MOS管Q2的源极连接，所述运算放大器U2的2引脚、电阻R7的另一端接地；所述运算放大器U2的5引脚接电源端。
3.根据权利要求2所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述第一级电路还包括第一保护电路，所述
4.根据权利要求2所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述MOS管Q2为NMOS管。
5.根据权利要求2所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述第二级电路包括变压电路；所述变压电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的1引脚与电阻R4连接，所述电阻R4的另一端与MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的漏极接地，所述MOS管Q1的源极分别与电阻R2和电阻R1连接，所述电阻R1的另一端分别与电源端和电阻R3连接，所述电阻R3的另一端与运算放大器U1的3引脚连接，所述电阻R2的另一端与运算放大器U1的4引脚连接，所述运算放大器U1的2、5引脚接地。
6.根据权利要求5所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述第二级电路包括第二保护电路；所述第二保护电路包括电容C1、电容C3、电容C24和电容C22；所述电容C1的一端与运算放大器U1的1引脚连接，所述电容C1的另一端与运算放大器U1的4引脚连接；所述电容C3的一端与运算放大器U1的3引脚连接；所述电容C24的一端分别与电阻R1和电源端连接；所述电容C22的一端与MOS管Q1的漏极连接，所述电容C3、电容C24和电容C22的另一端接地。
7.根据权利要求5所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述MOS管Q1为PMOS管。
8.根据权利要求5所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述电压-电流转换电路的传递函数为：
9.一种电流输出型角度传感器，其特征在于，所述电流输出型角度传感器包括权利要求1-8任一项所述的一种电压-电流转换电路。
...【技术特征摘要】
1.一种电压-电流转换电路，其特征在于，包括：第一级电路和第二级电路；所述一级电路的输入端与角度传感器内置的数模转换器的输出端电性连接，所述第一级电路的输出端与第二级电路的输入端电性连接，所述第二级电路的输出端与外部负载电性连接；所述第一级电路用于将输入电压转换为第一电流信号；所述第二级电路用于将第一电流信号转换为第二电流信号。
2.根据权利要求1所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述第一级电路包括转换控制电路；所述转换控制电路包括运算放大器u2；所述运算放大器u2的1引脚分别与电容c5和电阻r6连接，所述电阻r6的另一端与mos管q2的栅极连接，所述mos管q2的漏极与第二级电路连接；所述运算放大器u2的3引脚与数模转换器的输出端连接，所述运算放大器u2的4引脚分别与电阻r8以及二极管c5的另一端连接，所述电阻r8的另一端分别与电阻r7以及mos管q2的源极连接，所述运算放大器u2的2引脚、电阻r7的另一端接地；所述运算放大器u2的5引脚接电源端。
3.根据权利要求2所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述第一级电路还包括第一保护电路，所述第一保护电路包括电容c4、电阻r5和电容c2；所述电容c4的一端分别与数模转换器的输出端、电阻r5以及运算放大器u2的3引脚连接，所述电容c4和电阻r5的另一端接地；所述电容c2的一端与与运算放大器u2的5引脚连接，所述电容c2的另一端接地。
4.根据权利要求2所述的一种电压-电流转换电路，其特征在于，所述mo...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜卯春，张志录，余施美，向东阳，刘双美，
申请(专利权)人：湖南航天磁电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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