ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЛНЕЧНЫЙ ДАТЧИК УГЛА Советский патент 1972 года по МПК G01S3/789 G01C21/24 

Изобретение относится к датчикам углов для систем астроориентации, преимущественно для систем, работающих по солнечному излучению.

Известны фотоэлектрические датчики угла, содержащие диафрагмы, модулирующие маски, оптическую систему и фотаприемное устройство. Недостатком известных устройств является малая точность измерения углов на краю поля, обусловленная малым полем щелевых и ножец:ь1х диафрагм, укрепленных на одной ножке камертона.

Целью изобретения является повышение точности измерений углов при использовании широкоугольных систем.

Сущность изобретения состоит в том, что в датчике модулирующие маски установлены на двух разных ножках камертона, смещенных относительно друг друга вдоль оптической оси. При этом непрозрачные полосы одной из масок «а первой ее половине переходят в прозрачные полосы на другой.

Полосы нанесены перпендикулярно направлению качания масок.

Схема датчика приведена на чертеже.

Солнечный датчик угла состоит из входной диафрагмы 1, двух прямоугольных окон 2, узла модулятора, в который входят маски 3 и 4, укрепленные на двух разных ножках камертона 5, смещенных относительно друг

друга в направлении оптической оси линзы 6, фотоприемника 7 и электронного блока 8.

Входная диафрагма 1 выполнена в виде длинной щели, расположенной перпендикулярно оси чувствительности датчика. Значительная длина щели нужна для обеспечения работоспособности датчика при его отклонениях по оси нечувствительности. Прямоугольные окна 2 расположены позади входной диафрагмы / параллельно друг другу на равном расстоянии от оптической оси датчика. Модулирующая маока 3 выполнена в виде прямоугольной, тонкой, плоскопараллельной пластинки, на которой наиесены чередующиеся, параллельные прозрачные и непрозрачпые штрихи, например, равной ширины. Модулирующая маска 4 выполнена аналогично маске 3 с той лишь разницей, что непрозрачпые штрихи на одной ее половине переходят в прозрачные на другой и наоборот, т. е. одна половина сдвинута относительно другой ее половины на величину, равную ширине одного штриха. Взаимное расположение неподвижной и

подвижной масок таково, что в статическом состоянии непрозрачные штрихи одной маски наполовину закрывают прозрачные штрихи другой.

моугольные окна. В , если датчик направлен точно на солнце, свет от входной диафрагмы освещает одинаковые площади каждого окна. В случае световые потоки от окон равны.

Если датчик начинает отклоняться от направления «а Солнце, то свет от щели начинает смещаться относительно прямоугольных окон. Нарастание или убывание света inpoисходит линейно до тех пор, пока одно из окон совсем не затемнится. Таким образом, величина линейной зоны характеристики датчика будет равна полуширине прямоугольного о.кна;, т. е. ее величина «е связана с угловым размером Солнца.

При дальнейшем увеличении угла отклонения одно окно остается полностью затемненным, а другое - .полностью освещенным и датчик выдает постоянный сигнал. В случае отсутствия рассогласования аметлитуды изменений потоков равны, а фазы противоположны. В результате, общий поток, собир аемый со всего поля на один общий светоприемник.

не изменяется. При наличии рассогласования амплитуда одного потока- возрастает, а другого - уменьшается. Возникает сигнал с частотой колебаний ножек -камертона.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический солнечный датчик угла, содержащий входные диафрагмы, модулирующие маски с чередующимися прозрачными и непрозрачными полосами, оптическую систему и фотоприемиое устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения углов на краю поля зрения широкоугольных систем, в нем модулирующие маски установлены на двух ножках камертона, концы которых смещены один относительно другого в направлении оптической оси датчика, так, что непрозрачные полосы одной из масок на первой ее половине переходят в лро.зрачные полосы на другой, причем полосы нанесены перпендикулярно направлению качания масок.