[发明专利]一种光辐射传感器角度响应特性测试装置

说明书

本发明公开了一种光辐射传感器角度响应特性测试装置，包括：单色光束输出系统、光辐射传感器、位置探测器、采集控制器、驱动模块、供电电源，单色光束输出系统用于输出均匀准直的单色光束；光辐射传感器接收单色光束，产生光响应信号；位置探测器检测光辐射传感器的位置，产生位置信号；驱动模块驱动光辐射传感器及位置探测器进行多角度转动；采集控制器采集所述光响应信号及位置信号，并根据光响应信号及位置信号生成光辐射传感器角度响应特性测试结果；供电电源用于为光辐射传感器、位置探测器、采集控制器及驱动模块提供电源。本发明采用激光光源替换了传统的宽带光源，具有更小的体积，功耗较低，预热时间短，成本低。

技术领域

本发明涉及传感器性能测试领域，具体涉及一种光辐射传感器角度响应特性测试装置。

背景技术

余弦误差和方位误差均是光学入射单元的角度响应误差，余弦误差是描述接收平面的半球空间上随天顶角的变化特性与理想余弦曲线之间的偏差程度，方位误差是描述接收平面的半球空间上随方向角的变化的不均匀性。余弦误差和方位误差特性的测试通常配合测角控制系统来实现。所以余弦和方位特性的测试，通常也被叫做辐射仪器的角度响应(Angle response)特性测试。

现有光辐射传感器角度响应特性测试技术中所采用光源系统均采用宽谱光源，例如太阳模拟器所采用的短弧氙灯或卤钨灯。在实际的生产中，主要存在体积和功耗相对较大，光源预热时间相对较长的问题，若采用太阳模拟器作为光源系统则成本也会相对较高。

发明内容

因此，本发明提供一种光辐射传感器角度响应特性测试装置，克服现有技术中测试装置的体积和功耗相对较大，光源预热时间相对较长的缺陷。

本发明实施例提供一种光辐射传感器角度响应特性测试装置，包括：单色光束输出系统、光辐射传感器、位置探测器、采集控制器、驱动模块、供电电源，其中，单色光束输出系统用于输出均匀准直的单色光束；光辐射传感器接收所述单色光束，产生光响应信号；位置探测器检测光辐射传感器的位置，产生位置信号；驱动模块驱动所述光辐射传感器及位置探测器进行多角度转动；采集控制器采集所述光响应信号及位置信号，并根据光响应信号及位置信号生成光辐射传感器角度响应特性测试结果；供电电源用于为光辐射传感器、位置探测器、采集控制器及驱动模块提供电源。

进一步地，单色光束输出系统包括：激光光源单元，用于产生单色光束，包括激光电源和激光器；激光匀化单元，用于对所述单色光束进行功率匀化，包括光束耦合器和匀光器；准直扩束单元，用于对进行功率匀化后的单色光束进行准直扩束，包括至少一个准直透镜；边缘杂光扣除单元，用于扣除光束的边缘杂光，包括可调光阑。

进一步地，所述匀光器为液芯光纤。

进一步地，所述激光光源单元输出的光束直径根据光电传感器有效探测面直径确定；所述激光光源单元的测量有效辐照度根据太阳辐射总能量确定；所述激光光源单元的激光功率根据激光器准直效率确定。

进一步地，驱动模块包括：天顶角驱动机、方位角驱动机和二维转台，所述二维转台用于固定所述光辐射传感器；所述天顶角驱动机驱动二维转台在天顶角方向转动；所述方位角驱动机驱动二维转台在方位角方向转动。

进一步地，在方位驱动方向的0°和90°位置上分别设有位置检测器，用以实现光辐射传感器的定位探测。

进一步地，驱动模块使用步进电机和步进驱动器实现驱动，采集控制器利用位置检测器反馈的位置信号修正驱动脉冲与步进角之间的关系。

进一步地，驱动模块为多轴机械臂。

进一步地，根据与宽谱光源光辐射传感器角度响应特性的测量结果进行比对，确定每个角度分布采样点下的修正系数，采集控制器根据所述修正系数修正光辐射传感器角度响应特性。

进一步地，所述采集控制器还用于自动修正由光辐射传感器零位偏移引起的测量误差。