[发明专利]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

权利要求书

1.一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：

θ=arctan(a(N1-N0)H)]]>

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CCD(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；

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)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(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。