Датчик угла высоты точечного источника света Советский патент 1982 года по МПК G01B21/22 

Датчик содержит затеняющий элемент 1 в виде цилиндра, плоское круглое основание 2, фотопреобразователи 3.

На фиг. 2 даны графики зависимости напряжения на нагрузке батареи фотоэлектрических преобразователей о г угла высоты точечного источника света (а) для предложенного датчика (кривые I и II) и для прототипа (кривые III и IV), определяемые различными соотношениями высоты затеняющего элемента и диаметра основания.

Датчик угла высоты точечного источника света работает следующим образом.

При затенении и в результате изменения угла падения светового потока на плоскость фотоэлектрических преобразователей 3, которые затеняются, а в результате их конфигурации, определяемой формулой (1), происходит линейное, в зависимости от угла, изменение амплитуды выходного сигнала в нагрузке, по которому судят об угле высоты точечного источника света.

На фиг. 3 изображена конфигурация лрофильного фотоэлектрического преобразователя в относительных единицах . Положение границы тела, соответствующее Хе 0,2 соответствует , Хе 0,4: соответствует 34° и так далее.

Интегрируя затеняющую площадь фотоэлектрического преобразователя в соответствующих пределах для каждого а (например, для ) пределы интегрирования но Хе (0; 0,2) и расчитывая по формуле относительное изменение тока

- (1 - ,,т)со8а получаем график

нейной зависимости тока (а следовательно, и выходного сигнала на нагрузке) в зависимости от а (фиг. 4).

Наличие в датчике угла высоты точечного источника света кольца фотоэлектрических преобразователей, имеющих геометрическую форму, ограниченную двумя параллельными прямыми и двумя кривыми с профилем, определенным формулой (1), и расположенных на основании

вокруг затеняющего элемента, выполненного в виде цилиндра, позволяет получить постоянный градиент выходного напряжения датчика при изменении угла высоты точечного источника света, т. е. выходную характеристику, также не зависящую от азимутального положения источника света, что повышает точность измерения.

Формула изобретения

1. Датчик угла высоты точечного источника света, содержащий круглое плоское основание, на котором вокруг затеняющего элемента расположена кольцевая батарея из последовательно цоединенных фотопреобразователей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения угла высоты точечного источника света, чувствительн1ая площадка каждого фотопреобразователя представляет собой геометрическую фигуру, ограниченную двумя параллельными прямыми и двумя кривыми, причем наибольшая из прямых примыкает к затеняющему элементу, а отношение линейных размеров ординат, параллельных прямым и ограниченных кривыми, к линейному размеру наибольшей из них определяется формулой:

У 1 .gaJa,,,arc tg(A%tga,,,1

i/i-A- g ;

где Xg - относительное расстояние для каждой из ординат, отсчитываемое вдоль длины фотопреобразователя, приведенное к его длине.

йт - максимально измеряемый угол. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния азимутального положения точечного источника света на точность измерения конструкции, затеняющий элемент выполнен в виде цилиндра.I

Источник информации, принятый во вним.ание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 184634, кл. G01B 19/56, 29.09.72 (прототип).

Фие.1

8,,i.

IV

Ж-4560

дО

риг 2

0,-5 a/f- 0,5 В.6 0,7 0,Ь 0,9 10

0,7 13 J4 f6° S° °

оС

фиг 5