Фотодатчик ориентации

 

ФОТО ДАТЧИК ОРИЕНТАЦИИ, содержащий установленный на подложке пылезащитный корпус, крышке которого выполнена диафрагма, расположенный в корпусе параллельно подложке по меньшей мере один экран, имеюший светопрозрачт Фи ную часть, и расположенный на подложке четырехквадрантный фотоприемник, диаметральные фотоэлементы которого электрически соединены между собой, отличающийся тем, что, с цельр расширения рабочего диапазона и повышения точности, он снабжен по меньшей мере одним дополнительным четырехквадрантным фотоприемником , фотоэлементы которого закреплены на экране, а светопрозрачная часть последнего выполнена в виде центрального отверстия , причем фотоэлементы одинаково расположенных квадрантов основного и дополнительного фотоприемников электрически соединены между собой согласнопараллельно , а фотоэлементы диаметрально расположенных квадрантов - встречнопараллельно .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4Ш

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13..., БКЕ11,;» ае параллельно.

77 74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм ИЗОБРетений и ОткРытий (21) 3663273/24-06 (22) 18.11.83 (46) 07.03.85. Бюл. № 9 (72) Н. И. Тюшкевич, Г. Е. Пыльникова и В. М. Дубилович (71) Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г. М. Кржижановского (53) 662.997:621.383 (088.8) (5б)1. Авторское свидетельство СССР № 1002751, кл. F 24 J 3/02, 1981. (54) (57) ФОТОДАТЧИК ОРИЕНТАЦИИ, содержащий установленный на подложке пылезащитный корпус, в крышке которого выполнена диафрагма, расположенный в корпусе параллельно подложке по меньшей мере один экран, имеющий светопрозрач, SU 1143941 A ную часть, и расположенный на подложке четырехквадрантный фотоприемник, диаметральные фотоэлементы которого электрически соединены между собой, отличающийся тем, что, с цель(о расширения рабочего диапазона и повышения точности, он снабжен по меньшей мере одним дополнительным четырехквадрантным фотоприемником, фотоэлементы которого закреплены на экране, а светопрозрачная часть последнего выполнена в виде центрального отверстия, причем фотоэлементы одинаково расположенных квадрантов основного и дополнительного фотоприемников электрически соединены между собой согласнопараллельно, а фотоэлементы диаметрально расположенных квадрантов — встречно- Я

1143941

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фотодатчикам ориентации гелиоустановок.

Известен фотодатчик ориентации, содержащий установленный на подложке пылезащитный корпус, в крышке которого выполнена диафрагма, расположенный в корпусе параллельно подложке по меньшей мере один экран, имеющий светопрозрачную часть, и расположенный на подложке четырехквадрантный фотоприемник, диаметральные фотоэлементы которого электрически соединены между собой t I).

В этом фотодатчике ориентации специальное выполнение экрана обеспечивает повышение точности ориентации путем фильтрации светового потока, поступающего к фотоприемнику.

Однако фотодатчи к имеет м алый угол захвата и ограниченную чувствительность четырехквадрантного фотоприемника.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона и повышение точности путем увеличения чувствительности фотоприемника.

Поставленная цель достигается тем, что фотодатчик ориентации, содержащий установленный на подложке пылезащитный корпус, в крышке которого выполнена диафрагма, расположенный в корпусе параллельно подложке по меньшей мере один экран, имеющий светопрозрачную часть, и расположенный на подложке четырехквадрантный фотоприемник, диаметральные фотоэлементы которого электрически соединены между собой, снабжен по меньшей мере одним дополнительным четырехквадрантным фотоприемником, фотоэлементы которого закреплены на экране, а светопрозрачная часть последнего выполнена в виде центрального отверстия, причем фотоэлементы одинаково расположенных квадрантов основного и дополнительного фотоприемников электрически соединены между собой согласно-параллельно, а фотоэлементы диаметрально расположенных квадрантов встречно-параллельно.

На фиг. 1 показана конструктивная схема фотодатчика ориентации и ход лучей в нем; на фиг. 2 — подложка фотодатчика с фотоэлементами; на фиг. 3 — электрическая схема соединения фотоприемников в канале управления.

Фотодатчик ориентации содержит установленный на подложке 1 (фиг. 1) пылезащитный корпус.2, в крышке 3 которого выполнена диафрагма 4, расположенный в корпусе 2 параллельно подложке 1 по меньшей мере один экран 5, имеющий светопрозрачную часть, и расположенный на подложке 1 четырехквадрантный фотоприемник 6, диаметральные фотоэлементы 7 и 8 (фиг. 2) которого электрически соединены между собой (в каждом канале

55 управления). Фотодатчик ориентации снабжен по меньшей мере одним дополнительным четырехквадрантным фотоприемником 9 (фиг. 1), фотоэлементы 10 и 11 которого (в каждом канале управления) закреплены на экране 5, а светопрозрачная часть последнего выполнена в виде центрального отверстия 12, причем фотоэлементы 7 и 10 одинаково расположенных квадрантов основного и дополнительного фотоприемников 6 и 9 (фиг. 3) соответственно электрически соединены между собой согласнопараллельно, а фотоэлементы 7 и 10, 8и 11 диаметрально расположенных квадрантов— встречно-параллельно.

Фотодатчик ориентации снабжен экранами 13 и 14 с дополнительными четырехквадрантными фотоприемниками 15 и 16, имеющими в каждом канале управления фотоэлементы 17 и 18, 19 и 20 (фиг. 1 — 3).

Фотодатчик ориентации имеет установленный на подложке 1 центральный фотоэлемент 21 (фиг. 1) уровня радиации.

Каждый канал управления включает операционный усилитель 22 (фиг. 3) и формирователь 23 сигнала управления.

Усилителем и формирователем снабжен и центральный фотоэлемент 21 (не показано).

Фотодатик ориентации работает следую щи м о бр а за м.

В основном режиме работы, т. е. в режиме точного слежения, световое пятно прошедших через входную диафрагму 4 (фиг. 1) солнечных лучей перекрывает центры фотоэлементов 7 и 8 каждого канала управления. При этом наибольшая чувствительность фотоприемника 6 имеет место в том случае, когда световое пятно засвечивает примерно половину. светочувствительных площадок фотоэлементов 7 и 8 (фиг. 2). При этом сигналы от соединенных встречно-параллельно фотоэлементов 7 и 8 равны нулю и токи на выходе соответствующего формирователя 23 (фиг. 3) также равны нулю, т. е. световое пятно на входе и токи каналов управления на выходе фотодатчика находятся в <сзоне нечувствительности». Фотоэлемент 21 (фиг.1) засвечен полностью и на выходе его формирователя ток равен нулю. Уставка этого формирователя выбирается из условия нечувствительности к фоновым засветкам фотоэлемента 21. На выходные сигналы фотоэлементов 7 и 8 фоновые засветки не влияют, так как они включены встречно, т. е. по дифференциальной схеме. При смещении светового пятна, например в одном канале управления, в результате перемещения Солнца по небосводу баланс сигналов фотоэлементов 7 и 8 нарушается и на входе операционного усилителя 22 (фиг. 3) появляется сигнал (напряжение) небаланса. Этот сигнал им усиливается и по1143941

1ä 77 д

Составитель П. Шендерович

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 886/32 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йзобретений и открытий

113035, Москва,- Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дается на формирователь 23 (пороговое устройство). В зависимости от величины и знака усиливаемого сигнала на выходе формирователя 23 появляется управляющий сигнал, который передается на исполнительный механизм управляемого объекта (не показан), например на электродвигатель редуктора гелиостата, который вращает отражатель по азимуту, т. е. в горизонтальной плоскости. В автоматической системе управления поворот гелиостата осуществляется до тех пор, пока световое пятно на фотоэлементах 7 и 8 (фиг. 1) не окажется снова в «зоне нечувствительности».

При включении в работу гелиоустановки утром или йосле перерыва в ее работе вследствие появления облаков, т. е. при большом угле рассогласованности между солнечными лучами и оптической осью фотодатчика, пучок солнечных лучей, прошедших через входную диафрагму 4, попадает на дополнительные фотоприемники

9, 15 и 16 установленные на экранах 5, 13 и 14 соответственно. На выходе цепочки параллельно соединенных фотоэлементов

10, 17 и 19 соответстветствующего квадранта появится сигнал, который после усиления и формирования поступит на исполнительный механизм управляемого объекта. По мере поворота объекта угол рассогласования уменьшается, световое пятно переводит с отдаленного фотоприемника 16 на более близкие к подложке 1 фотоприемники 15 и 9 и в конечном итоге устанавливается на фотоприемнике 6, т. е. режим грубого слежения или захвата перейдет в режим точного слежения.

Фотодатчик позволяет испольэовать одни и те же операционные усилители 22 и формирователи 23 выходных сигналов как в режиме захвата, так и в режиме точного слежения, что упрощает схему автоматического управления объектом. Расположение дополнительных фотоприемников 9, 15 и 16 внутри корпуса 2 на экранах 5, 13 и 14 увеличивает угол захвата фотодатчика и ооеспечивает ему повышенную устойчивость при воздействии внешних паразитных засветок. Параллельное соединение фотоэлементов одноименных квадрантов и их встречно-параллельное соединение в диаметральных квадрантах для основного и дополнительных фотоприемников упрощает схему и повышает чувствительность в результате уменьшения внутреннего сопротивления пары фотоэлементов и сокращения числа операционных усилителей и формирователей.