专利名称：用于太阳精密跟踪的角度测量方法与数字式光电角度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能应用领域、气象观测仪器领域，特别涉及一种用于太阳精密跟 踪的角度测量方法与数字式光电角度传感器。
背景技术：
能源是人类文明存在与发展的重要支撑，也是人类生存不可或缺的资源，但是目 前世界范围内，传统的化石燃料不断减少，急需寻找替代能源供人类生产和生活使用。在所 有的替代能源种类中，太阳能以其取之不尽、用之不竭、清洁环保、自由公平等特点越来越 受到人们的青睐，成为人们瞩目的焦点。作为清洁能源，目前人类对太阳能的利用主要有光_电转换和光-热转换两种形 式，即太阳能发电和太阳能集热两大类。然而这两种形式的太阳能利用都存 在着太阳能空 间辐射分布时刻变化、能量汇聚密度低等问题，降低了太阳能的使用效率，影响了太阳能的 普及利用。如何将太阳能高效地转化成容易使用的电能或热能，已成为当今重大的研究课
题之一。目前在太阳能电池板和太阳能集热器本身的换能效率一定的条件下，进一步提高 太阳能利用效率的有效途径之一就是对太阳进行实时跟踪，时刻保持换能器的感光面与太 阳的入射光线垂直。研究表明，太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收效率相差大约37.7%。与 固定的光伏发电设备相比，自动跟踪的发电设备发电量能提高约35%。可见，精确地跟踪太 阳可使换能器的换能效率大大提高，进而提高太阳能应用系统的效率，有利于太阳能的普 及利用。因此，在太阳能应用领域，对太阳方位进行高精度跟踪就成为一项很有必要的关键 技术。按照通常的分类方法，太阳跟踪方式通常有光电传感器跟踪和视日运动轨迹跟 踪。传感器跟踪是利用多个模拟式光电传感器感光，并进行光电变换。作为单个的模拟式 光电传感器，有光电二极管、光电三极管、光电池、热电偶、光敏电阻、四象限光伏传感器、光 电倍增管等。已有的光电传感器跟踪方式由于是利用模拟的光强信号的差值进行角度检测 的，存在元件灵敏度随着时间和温度漂移、测量误差大、测量精度低、有时丢失目标等缺点。 尤其是在使用多个光电传感器时，其灵敏度离散性问题是影响测量精度的最大问题。由于 测量精度低，使得太阳能应用系统额外增加了成本，有时甚至失去了在设备中增加跟踪器 的意义。而视日跟踪虽然能够全天候实时跟踪，但是计算复杂且跟踪精度更低。另外，在气象观测领域，测量太阳辐射的常用仪器是太阳辐射表。长期以来，在太 阳辐射观测中存在着一个难题，就是如何对太阳方位实现可靠而精确的跟踪。直接辐射由 于观测的是来自太阳的直接辐射能量，其观测结果的准确度直接依赖于跟踪精度的高低。 当太阳直接辐射表的轴线与太阳光线入射角度发生偏离时，将使入射到传感器表面的能量 降低，产生很大的测量误差，增加了观测结果的不确定度。目前世界多数国家仍采用简单的 单轴跟踪装置驱动太阳辐射的测量仪器，测量误差大，不能满足测量要求。

发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于太阳精密跟踪的角度测量方法，解决现有技 术存在的模拟式光电传感器灵敏度随着时间和温度漂移、测量误差大、测量精度低、有时丢 失目标等缺点。本发明的用于太阳精密跟踪的角度测量方法基于狭缝成像原理，将太阳入 射的平行光经过光学成像单元成像到数字式光电角度传感器的光敏元上；通过测量光斑质 心所对应的像元编码位置信号，再利用贮存在微处理器内的已知参数，经反正切计算，求得 某一时刻太阳光一个方向上的入射角。采用线阵CXD(Charge Coupled Device:电荷耦合器 件)感知太阳入射平行光角度的微小变化；线阵CCD将照射在光敏元上的光能量信号转换 成与像元位置精密相关的电信号；由于线阵CCD像元之间排列均勻、尺寸精确、一致性高， 特别适合一维的微小尺寸的高精度测量、定位，能够轻易获得很高的测量和定位精度；线阵 CCD利用光强的精确空间分布信息而非光强信号本身测量角度，避免了模拟式光电传感器 单纯利用光强信号本身进行测角产生的缺陷。狭缝的中心线与线阵CCD的一维像元阵列中 心线相互垂直，并且依据测量角度和精度的要求，确定狭缝与线阵C⑶像元表面的距离和 CXD像元数；即调整狭缝与线阵CXD像元表面的距离和线阵CXD像元数，就可以调整测角范 围的大小和测角分辨率的高低。本发明所述用于太阳精密跟踪的角度测量方法，基于狭缝成像原理和数字式线阵 CCD传感器，测角范围的大小和角度分辨率的高低由狭缝与线阵CCD像元表面的距离和线 阵CCD像元数两者共同决定。该方法的具体步骤如下步骤一将狭缝中心线与线阵CXD的一维像元阵列的中心线相互垂直安装，C⑶像 元宽度为已知a，狭缝中心线与CXD感光像元表面的距离为已知H ；角度测量范围的大小和 角度分辨率的高低由狭缝与线阵CCD像元表面的距离和CCD像元数两者决定；步骤二 测量狭缝中心线在C⑶像元表面上的正投影所得到的像元编码位置为 N0，并以此为基准原点，对应太阳位置1 ；步骤三测量当太阳运转到位置2时，太阳的入射光线经成像单元成像到C⑶像元 表面上，得到新的像元编码位置m ；步骤四由几何关系即可得到，太阳光偏离垂直入射的角度θ为
_3] θ = arctan(-^ )当太阳入射光位于狭缝的左侧，即m <N0时，测得的入射角θ为负值；当太阳入 射光位于狭缝的右侧，即m > NO时，测得的入射角θ为正值。本发明的目的之二在于提供一种用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器，包 括光学成像单元、光电探测单元、信息处理单元、输出接口单元、壳体等。其中，所述的光学 成像单元固定在壳体一端，太阳光从成像单元进入传感器；壳体的另一端分别排列光电探 测单元、信息处理单元、电学接口单元等。所述的光学成像单元依次由压圈、玻璃防护罩、环 形垫圈、中性滤光片、狭缝等构成并依次排列，安装在壳体的前端；所述的狭缝为光学狭缝， 可以由机械加工而成，也可以由玻璃刻蚀工艺加工而成。所述的光电探测单元由窄带干涉 滤光片、线阵CCD、光电信号预处理电路、自动增益控制电路、高速A/D转换器、第一微处理 器A构成，狭缝的中心线与线阵C⑶的一维像元阵列中心线相互垂直，并且依据测量角度和精度的要求，确定狭缝与线阵CCD像元表面的距离和线阵CCD的像元数。所述的CCD光 电传感器采用线阵型，像元数量可以为256、1024、1728、2048、2700、3468、5000或7500 ；光 电信号预处理电路完成CCD输出信号的放大、滤波等功能，由高速运算放大电路来实现；自 动增益控制电路由专用集成电路或通用集成电路搭建，完成光电信号的幅度高低控制；A/D 转换器选用10位或12位的高速器件，其功能是将光强空间分布信号转化成数字信号。第 一微处理器A采用ARM处理器，负责驱动线阵(XD、程控增益、浮动阀值设置、数据采集锁存 等。光电探测单元以第一微处理器A为核心，将线阵CCD的驱动、数据采集和预处理等功能 融为一体，可以保证处理器所发脉冲的相位和频率精确、稳定、同步，简化CCD检测系统的 电路结构，因而使其在动态角度检测方面具有独特的优势。所述的信息处理单元由第二微 处理器B及外围电路等构成；第二微处理器B同样采用ARM处理器，负责角度计算和太阳方 位计算、角度标定、误差修正、角度显示、设定、与PC机通讯、为执行机构发出驱动信号等。 第二微处理器B用于控制整个系统的运行。所述的输出接口单元由USB 口、数字集成电路 构成，其作用是将角度测量信息输出给执行机构。其中USB 口为ARM处理器自带的2.0标 准的接口，负责与PC机进行通讯；数字集成电路主要完成缓冲驱动、功率放大和光电隔离 等功能。所述的壳体由金属材料或塑料材料等不透光的材料加工而成，其形状可以为方形 或者为圆筒形；为了防止壳体内部的光学元件和电学器件由于环境温度的变化产生结露现 象，在壳体内充入惰性气体。由于采用了双核处理器技术，极大地增强了系统的控制和数据采集、处理能力，解 决了常见的单核微处理器应用系统处理能力不足的问题。为了实现全天候室外工作的要求，采用了密封结构，将光学和信号处理部分封闭 在一个密闭的腔体内，实现防尘、防水之目的。本发明所述用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器的具体结构是主要包括 光学成像单元、光电探测单元、信息处理单元、输出接口单元、壳体等，其中，所述的光学成 像单元固定在壳体6的前端，该光学成像单元由压圈1、玻璃防护罩2、环形垫圈3、中性滤 光片4及狭缝5构成，所述狭缝5粘接在壳体6的入射光孔前面，中性滤光片4、环形垫圈3 及玻璃防护罩2通过压圈1依序紧固在狭缝5的前端。所述的光电探测单元置于壳体6的后端，光电探测单元包括窄带干涉滤光片7、线 阵CXD 8及依序相连信号预处理电路、自动增益控制电路、高速A/D转换器、第一微处理器 A，所述窄带干涉滤光片7粘接在壳体6上，线阵CCD 8焊接在印制电路板9上，印制电路板 9固定在壳体6的台阶上；0型密封圈10套在后盖13的圆形台阶上、与后盖13及壳体6实 现密封作用；所述的信息处理单元11包括第二微处理器B及外围电路，信息处理单元11通过 六方形带内螺纹的铜柱12固定在输出接口单元13上，输出接口单元13通过六方形带内螺 纹的铜柱14固定在后盖15上，后盖15设置了出线孔并用紧固螺钉16固定在壳体6上。所述的狭缝5为光学狭缝，由机械加工或玻璃刻蚀工艺加工而成。所述的狭缝5中心线与光学探测单元的线阵CXD 8的一维像元中心线相互垂直， 并且依据测量角度和精度的要求，确定狭缝与线阵CXD 8像元表面的距离和线阵CXD 8的 像元数。所述的壳体6由不透光的材料构成，其形状为方形或者圆筒形。
本发明所述用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器的工作流程是太阳入射的平行光经光学成像单元，形成一束与线阵CXD的一维像元阵列相垂直 的线状光斑，该光斑成像到线阵CCD的像元上。在微处理器A发出的精确控制脉冲作用下， 每个像元经光电转换后的电信号经光电探测电路的放大、滤波、采样后，经过微处理器运 算，得到光斑质心在CXD像元上的位置编码信息。利用此位置编码信息和贮存在微处理器 内的已知常数，经过微处理器的反正切计算，即可求得某一时刻太阳光一个方向偏离垂直 入射的角度，实现本发明的目的。本发明具有如下优点1、采用狭缝成像，结构简单，体积小，无像差。2、采用数字式线阵CCD光电传感器检测太阳光在某一时刻入射光线强度的空间 分布信息，克服了模拟式光电传感器存在的弊端，解决了模拟式光电传感器固有的灵敏度 漂移和离散性问题。3、利用线阵CCD像元尺寸高度一致的特点，精密测量角度，准确度高，角度标定简 单，有利于传感器的批量装配、调试及标定。4、该数字式光电角度传感器输出的角度信号可以作为太阳跟踪系统或太阳辐射 测量系统进行精确跟踪的依据，实现提高太阳能利用效率和提高辐射测量精度的目的。


图1为本发明测量方法的原理图；图2为本发明传感器的立体分解示意图；图3为本发明传感器的结构剖面图；图4为本发明传感器的方框图；图5为本发明传感器的主视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。实施例的具体技术指标如下视 场士24°，分辨率0.025°，线阵C⑶为2048像元，狭缝长度30_。本发明的用于太阳精密跟踪的太阳平行光入射角度光电测量方法是基于狭缝成 像原理并采用数字式线阵CCD光电传感器实现的。其基本测量原理如图1所示，测量方法 的基本步骤如下已知线阵CXD像元宽度为a，狭缝中心线与线阵CXD感光像元表面的距离为H。狭缝中心线在CXD像元表面上的正投影所得到的像元编码位置为N0，并以此为基 准原点，对应太阳位置1。例如，若采用2048像元的线阵CXD器件，则理想情况下，NO即1024 点或1025像元的编码位置，当太阳运转到位置2时，太阳的入射光线经成像单元成像到CXD像元表面上，得到 新的像元编码位置信号附。由几何关系即可很容易得到，在某一时刻太阳光偏离垂直入射的角度θ为
_2] θ = arctan(^^))
由图1可知当太阳入射光位于狭缝的左侧，即m < NO时，测得的入射角θ为负 值；当太阳入射光位于狭缝的右侧，即m > NO时，测得的入射角θ为正值。本发明的测量方法的主要特征是狭缝中心线与线阵CCD的一维像元阵列的中心 线相互垂直安装，狭缝中心线与线阵CCD感光像元表面的距离为已知。测角范围的大小和 角度分辨率的高低由狭缝与线阵CCD像元表面的距离和CCD像元数两者共同决定。即调整 狭缝与线阵CCD像元表面的距离和线阵CCD像元数，就可以调整测角范围的大小和测角分 辨率的高低。本发明中所选用的线阵CCD为2048像元的CCD器件，当然亦可以根据使用需要的 不同，选用 256、1024、1728、2700、3468、5000 或 7500 像元的 CCD 器件。参见图2及图3，本发明的用于精密跟踪太阳方位的数字式光电角度传感器，主要 包括光学成像单元、光电探测单元、信息处理单元、输出接口单元、壳体等。壳体一端为光学 成像单元，太阳光从成像单元进入传感器；壳体的另一端分别排列光电探测单元、信息处理 单元、输出接口单元等。该传感器由壳体6和在该壳体6前端依次排列的狭缝5、中性滤光片4、环形垫圈 3、玻璃防护罩2、压圈1以及在该壳体后端依次安装的窄带干涉滤光片7、线阵CCD 8、焊接 了线阵CCD 8的印制电路板9、0型密封圈10、信息处理单元11、六方形带内螺纹的铜柱12、 输出接口单元13、六方形带内螺纹的铜柱14、后盖15以及后盖15的紧固螺钉16组成。具 体装配关系如下所述壳体6由不透光的材料构成，其形状可以为方形或者为圆筒形；所述壳体6的前端开一个长圆型入射光孔，在此孔前用胶粘狭缝5 ；狭缝5的前端 设置圆形的中性滤光片4、环形垫圈3、圆形玻璃防护罩2，它们用压圈1按顺序紧固在狭缝 5的前端。所述壳体6的后端依次安装窄带干涉滤光片7、线阵CCD 8和焊接了线阵CXD 8的 印制电路板9、0型密封圈10、信息处理单元11、六方形带内螺纹的铜柱12、输出接口单元 13、六方形带内螺纹的铜柱14、后盖15以及后盖15的紧固螺钉16。所述的窄带干涉滤光 片7用胶粘在壳体6的固定位置；所述的线阵CCD 8焊接在印制电路板9上，印制电路板9用螺钉固定在壳体6的 台阶上；O型密封圈10套在后盖13的圆形台阶上、与后盖13及壳体6实现密封作用；所述的信息处理单元11用六方形带内螺纹的铜柱12紧固在输出接口单元13上， 而输出接口单元13又利用六方形带内螺纹的铜柱14紧固在后盖15上。后盖15设置了出 线孔并用紧固螺钉16紧固于壳体6上。本发明中的两片滤光片(中性滤光片4、窄带干涉滤光片7)置于线阵CCD8的感光 面的前端装配，其目的是为了提高CCD像的光学纯度，消除杂散光对测量精度的影响；其中 中性滤光片是为了用来衰减太阳光的能量，调整入射光通量，保证CCD工作在最佳状态。窄 带干涉滤光片是为了选择CCD光谱响应稳定的区域，滤除无用的部分光谱能量，限制入射 光的光谱带宽，减小光学系统的色差，使CCD工作在响应稳定的光谱带上。本发明要求狭缝5的中心线与线阵CXD 8的一维像元阵列中心线相互垂直，并且 依据测量角度和精度的要求，确定狭缝与线阵CCD 8像元表面的距离和线阵CCD 8的像元 数。
参见图4，本发明的数字式光电角度传感器的工作流程是太阳发出的平行光线经光学成像单元X、Y的玻璃防护罩2、中性滤光片4、狭缝5 成像后，再经窄带干涉滤光片7，形成一束与线阵CXD 8的一维像元阵列相垂直的线状光 斑，分别成像到各自的线阵CCD 8的光敏元上。即X方向(如水平方向)的光信号被X方 向的线阵CCD接收；Y方向(如俯仰方向)的光信号被Y方向的线阵CCD接收。在第一微处理器A发出的精确脉冲信号及开关电路控制下，两个方向的光信号交 替进入信号预处理电路，经过信号处理电路放大、滤波，输入到高速A/D转换器，转换成数 字信号，输入到第一微处理器A内，进行采集与处理、数据缓存等。第一、第二微处理器A、B 之间的数据传输采用处理器内部自带的SPI接口。第二微处理器B利用SPI总线接收经第一微处理器A预处理的光斑位置编码信号 W。利用贮存在第二微处理器B内的线阵CCD像元宽度参数a，狭缝中心线与线阵CCD感光 像元表面的距离参数H，狭缝中心线在线阵CCD像元表面上的正投影所得到的像元编码位 置参数N0，即可由下列公式
沒二 arctanC^^i) 经计算得到在某一时刻太阳光偏离垂直入射的角度θ。即某一时刻太阳入射光一 个方向上的入射角。 第二微处理器B即可以将角度信息经USB接口传输到PC机进行显示，也可以直接 送到液晶显示器进行显示，还可以将角度测量信息直接输出给执行机构进行太阳目标的实 时跟踪。参见图5，按照狭缝方向互相垂直的要求，将两个传感器安装在由两个步进电机同 时或分别驱动的二维旋转平面上，就可以同时实现太阳的水平角度和俯仰角度的测量与跟 踪。双轴各自控制，互不影响。利用本发明的数字式光电角度传感器进行太阳跟踪的具体控制过程如下将本发明的数字式光电角度传感器安装在由步进电机和机械传动系统构成的执 行机构上。当数字式光电传感器检测到太阳光某个方向的入射角度大于某一个值，例如1° 时，信息处理单元就通过接口电路向步进电机驱动器发出驱动信号，步进电机驱动机械传 动系统转动需要跟踪的角度，就可以确保安装在执行机构上的换能器的感光面重新与太阳 光垂直，实现太阳的精密跟踪。本发明的数字式光电角度传感器还可以有多种具体的角度测量实施方式。例如(一)、本发明的数字式光电角度传感器在静止状态下，可以测量士θ角范围内平 行入射光的角度变化。( 二)、本发明的数字式光电角度传感器在运动状态下，结合不同形式的执行机 构，可以进行多种方式的平行光入射角度测量。例如，将一个角度传感器安装在一个由步进电机驱动的一维旋转执行机构上，狭 缝长度方向与旋转轴线平行安装，就可以测量一维的角度信号。在这种测量模式下，角度变 化范围可达0 360°。将两个角度传感器分别装于两个由步进电机驱动的相互垂直的二维旋转执行机构上，狭缝长度方向与各自的旋转轴线平行安装，就可以测量二维发光目标的角度信号。以此类推，若将三个用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器分别装于三个由 步进电机驱动的相互垂直的三维旋转执行机构上，还可以测量三维发光目标的角度信号， 用于空间发光目标的捕获、跟踪。(三)、本发明的数字式光电角度传感器不仅能够测量发光目标的相对角度变化， 实现发光目标的精密跟踪，而且，本发明通过控制系统结构与算法的适当变化，还能够测量 发光目标的绝对角度变化。例如，测量地球上某一个经纬度在某一时刻的太阳方位角。给角度传感器预置一 个角度初值，将角度传感器在某一时刻检测的角度加上这个初值，就可以检测出某一时刻 太阳的绝对位置。本发明的角度传感器由于传感器与太阳的相互角度位置关系可以通过预 置角度初值确定，故不需要太阳位置标定等复杂的调整。进一步地，如果在传感器的光学窗口配置一个凸透镜，还可以在更宽的角度范围 之内测量入射光的角度变化。上述实施例中是采用线阵CCD阵列传感器进行说明的，但是也可以采用光电二极 管阵列传感器等与线阵CCD传感器能发挥同样作用的线性光电传感器传感器。本发明的用于太阳精密跟踪的太阳光入射角度光电测量方法与数字式光电角度 传感器，不仅可用于太阳能应用领域，如太阳能发电、太阳能集热、太阳能干燥等，还可以用 于气象观测领域，如跟踪辐射表、总辐射表等气象仪器中。例如，将数字式光电角度传感器 配置到跟踪式太阳辐射表中，可以实现太阳目标的实时、快速、准确跟踪的要求。
权利要求
一种用于太阳精密跟踪的角度测量方法，基于狭缝成像原理和数字式线阵CCD光电角度传感器，其特征在于步骤如下步骤一将狭缝中心线与线阵CCD的一维像元阵列的中心线相互垂直安装，CCD像元宽度为已知(a)，狭缝中心线与CCD感光像元表面的距离为已知(H)；角度测量范围的大小和角度分辨率的高低由狭缝与线阵CCD像元表面的距离和CCD像元数决定；步骤二测量狭缝中心线在CCD像元表面上的正投影所得到的像元编码位置为(N0)，并以此为基准原点，对应太阳位置(1)；步骤三测量当太阳运转到位置(2)时，太阳的入射光线经成像单元成像到CCD像元表面上，得到新的像元编码位置(N1)；步骤四由几何关系即可得到，太阳光偏离垂直入射的角度θ为 <mrow><mi>&theta;</mi><mo>=</mo><mi>arctan</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mi>a</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>N</mi><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>N</mi><mn>0</mn><mo>)</mo> </mrow></mrow><mi>H</mi> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow>当太阳入射光位于狭缝的左侧，即N1＜N0时，测得的入射角θ为负值；当太阳入射光位于狭缝的右侧，即N1＞N0时，测得的入射角θ为正值。
2.一种用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器，主要包括光学成像单元、光电探 测单元、信息处理单元、输出接口单元及壳体，其特征在于所述的光学成像单元固定在壳 体(6)的前端，该光学成像单元由压圈(1)、玻璃防护罩(2)、环形垫圈(3)、中性滤光片(4) 及狭缝(5)构成，所述狭缝(5)粘接在壳体(6)的入射光孔前面，中性滤光片(4)、环形垫圈 (3)及玻璃防护罩(2)通过压圈(1)依序紧固在狭缝(5)的前端；所述的光电探测单元置于壳体(6)的后端，光电探测单元包括窄带干涉滤光片(7)、线 阵CXD(S)及依序相连信号预处理电路、自动增益控制电路、高速A/D转换器、第一微处理器 (A)，所述窄带干涉滤光片(7)粘接在壳体(6)上，线阵CCD(S)焊接在印制电路板(9)上， 印制电路板(9)固定在壳体(6)的台阶上；所述的信息处理单元(11)包括第二微处理器⑶及外围电路，信息处理单元(11)固 定在输出接口单元(13)上，输出接口单元(13)固定在后盖(15)上，后盖(15)固定在壳体 (6)上。
3.根据权利要求2所述的用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器，其特征在于 所述的狭缝(5)为光学狭缝，由机械加工或玻璃刻蚀工艺加工而成。
4.根据权利要求2或3所述的用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器，其特征在 于所述的狭缝(5)中心线与光学探测单元的线阵CCD(S)的一维像元中心线相互垂直，并 且依据测量角度和精度的要求，确定狭缝与线阵CCD像元表面的距离和CCD像元数。
5.根据权利要求2所述的用于太阳精密跟踪的数字式光电角度传感器，其特征在于 所述的壳体(6)由不透光的材料构成。
全文摘要
本发明涉及用于太阳精密跟踪的角度测量方法与数字式光电角度传感器，属于太阳能应用、气象观测仪器领域。该测量方法基于狭缝成像原理，将太阳入射的平行光经光学成像单元成像到CCD的光敏元上。通过测量光斑质心所对应的像元编码位置信号，再利用已知参数经反正切计算，求得某一时刻太阳光一个方向上的入射角度。该数字式光电角度传感器包括光学成像单元、光电探测单元、信息处理单元、输出接口单元、壳体等。利用本发明的方法与两个数字式光电角度传感器，可精确测量太阳入射光两个方向的入射角度，提供精确的太阳方位信号，实现太阳目标的精密跟踪与辐射测量。传感器结构简单，体积小，无像差；精密测量角度，准确度高。
文档编号G01D5/347GK101995233SQ20101027767
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者曹博成, 曹彦波, 赵晓波 申请人:曹彦波