一种用于传感器的电压信号转电流信号设备的制作方法

本技术涉及电子电路，特别涉及一种用于传感器的电压信号转电流信号设备。

背景技术：

1、随着各种工业传感器的发展和普及应用，要求传感器的输出标准化和规范化是衡量传感器的重要指标之一。较多的工业传感器标准器件输出的标准模拟电压信号，相对于电流信号，长距离传输存在信号衰减，其稳定性不如电流信号。

2、目前传感器的标准电压信号通常是由信号调制芯片输出的，如果需要输出的是电流信号，需要依靠外围电路将电压信号转化为电流信号，其成本、转换精度和集成度等问题都是亟待解决的。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于传感器的电压信号转电流信号设备，以解决现有技术中的存在的问题。

2、本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

3、本实用新型提供一种用于传感器的电压信号转电流信号设备，包括：

4、降压稳压电路、运放电路和电流补偿单元；

5、所述降压稳压电路的输入端连接宽电压输入电源，输出端连接传感器的输入端；

6、所述运放电路的输入端连接所述传感器的输出端、电流补偿单元的输出端和所述宽电压输入电源，用于采集所述传感器输出的电压信号并进行线性转换后通过所述运放电路的电流输出端输出电流信号；

7、所述电流补偿单元的一端连接所述降压稳压电路的输出端，另一端接入至所述运放电路中靠近所述运放电路的电流输出端的节点中，用于将流经所述电流补偿单元的电流流入至所述运放电路中，以对所述电流信号进行电流补偿。

8、进一步地，所述运放电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器、第二运算放大器和npn三极管；

9、所述第一运算放大器的反向输入端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地；

10、所述第一运算放大器的同相输入端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述传感器的输出端；

11、所述第一运算放大器的输出端连接有并联连接的所述第一电容和所述第二电容，所述第一电容和所述第二电容分别连接在所述第二电阻的两端，且与所述npn三极管的基极相连；

12、所述npn三极管的集电极连接所述宽电压输入电源，基极连接所述第一运算放大器的输出端，发射极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端为所述运放电路的电流输出端；

13、所述第二运算放大器的反相输入端短接至所述第二运算放大器的输出端；

14、所述第二运算放大器的同相输入端连接在所述第五电阻的另一端；

15、所述第二运算放大器的输出端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接在所述第三电阻与所述第一运算放大器之间的节点。

16、进一步地，所述第一电阻与所述第三电阻的阻值相同，所述第二电阻与所述第四电阻的阻值相同；

17、流经所述第五电阻的电流信号与所述传感器输出的电压信号对应成比例的线性关系。

18、进一步地，所述运放电路还包括：第六电阻；

19、所述第六电阻的一端连接所述第五电阻和所述第二运算放大器的同相输入端，所述第六电阻的另一端为所述运放电路的电流输出端。

20、进一步地，所述电流补偿单元包括：第七电阻；

21、所述第七电阻的一端连接所述降压稳压电路的输出端，另一端连接在所述第六电阻和所述运放电路的电流输出端之间的节点。

22、进一步地，所述第一运算放大器和/或所述第二运算放大器为双通道运算放大器或多通道运算放大器。

23、进一步地，所述降压稳压电路为ldo稳压芯片或dc-dc芯片。

24、进一步地，所述宽电压输入电源为直流稳压电源，所述宽电压输入电源的电压范围为9-32v。

25、进一步地，所述传感器输出的电压信号为0.5-4.5v，所述运放电路的放大增益倍数为4倍，所述电流补偿单元的补偿电流为2ma。

26、进一步地，所述传感器为压力传感器。

27、本实用新型提出的一种用于传感器的电压信号转电流信号设备，通过降压稳压电路输出满足标准化传感器器件的供电电压，并使用运放电路将传感器输出的电压信号线性转换为电流信号，再通过电流补偿单元对电流信号进行电流补偿，以输出所需的标准电流输出。相较于现有技术需要固定的封装方式以及必要的外围电路将电压信号转化为电流信号，本实用新型将传感器的标准电压信号通过非线性化的转换方式转化为标准电流信号，以避免电压信号长距离传输存在信号衰减的问题，提供了丰富的转化功能；同时节约了制造成本和布局空间，且不会另外增加供电电源的功率要求。

28、进一步地，该运放电路使用双运算放大器，相较于现有技术使用高精度电压转电流芯片是通过外置调节电阻进行电压信号到电流信号的线性改变，本实用新型使用双运放电路的放大增益功能，产生一个与输入的电压信号成正比的反馈电流，从而实现对输入信号的放大倍数进行精确控制和调节，信号反馈精度高、可靠性强，且体积小，易于集成。

技术特征：

1.一种用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述运放电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器、第二运算放大器和npn三极管；

3.根据权利要求2所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述第一电阻与所述第三电阻的阻值相同，所述第二电阻与所述第四电阻的阻值相同；

4.根据权利要求2所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述运放电路还包括：第六电阻；

5.根据权利要求4所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述电流补偿单元包括：第七电阻；

6.根据权利要求2所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述第一运算放大器和/或所述第二运算放大器为双通道运算放大器或多通道运算放大器。

7.根据权利要求1所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述降压稳压电路为ldo稳压芯片或dc-dc芯片。

8.根据权利要求1所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述宽电压输入电源为直流稳压电源，所述宽电压输入电源的电压范围为9-32v。

9.根据权利要求1所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述传感器输出的电压信号为0.5-4.5v，所述运放电路的放大增益倍数为4倍，所述电流补偿单元的补偿电流为2ma。

10.根据权利要求1所述的用于传感器的电压信号转电流信号设备，其特征在于，所述传感器为压力传感器。

技术总结本技术涉及电子电路技术领域，公开了一种用于传感器的电压信号转电流信号设备，包括：降压稳压电路的输入端连接宽电压输入电源，输出端连接传感器的输入端；运放电路的输入端连接传感器的输出端、电流补偿单元的输出端和宽电压输入电源，用于采集传感器输出的电压信号并进行线性转换后通过运放电路的电流输出端输出电流信号；电流补偿单元的一端连接降压稳压电路的输出端，另一端接入至运放电路中靠近电流输出端的节点中，以对电流信号进行电流补偿。本技术将传感器的标准电压信号通过非线性化的转换方式转化为标准电流信号，以避免电压信号长距离传输存在信号衰减的问题，提供了丰富的转化功能，还节约了制造成本和布局空间。技术研发人员：薛育容,张兵兵,肖滨,李刚受保护的技术使用者：昆山灵科传感技术有限公司技术研发日：20231117技术公布日：2024/7/4