小型CMOS太阳敏感器
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太阳敏感器的构成主要包括三个方面:光学头部、传感器部分和信号处理部分。
光学探头包括光学系统和探测器件,它利用光电转换功能实时获取星体相对太阳的姿态角度信息。
光学头部可以采用狭缝、小孔、透镜、棱镜等方式;传感器部分可以采用光电池、CMOS器件、码盘、光栅、光电二极管、线阵CCD、面阵CCD、APS、SMART等各种器件;信号处理部分方案可采用分离电子元器件、单片机、可编程逻辑器件等。
编辑本段太阳敏感器的基本分类通常,太阳敏感器可分为3类:(1)模拟式太阳敏感器。
它产生的输出信号是星体相对太阳矢量方位(太阳角)的连续函数;(2)太阳出现敏感器(0-1式太阳敏感器)。
它以数字信号1或0表示太阳是否位于敏感器的视场内;(3)数字式太阳敏感器。
它能提供离散的编码输出信号,其输出值是被测太阳角的函数。
该敏感器的特点是:视场大、精度高、寿命和可靠性有很强的优势,己广泛应用于各种型号的航天器上。
编辑本段各种太阳敏感器工作原理与特点太阳敏感器按照其工作的方式可以分成“0-1”式、模拟式和数字式几种。
0-1”式太阳敏感器“0-1” 式太阳敏感器又称太阳发现探测器,即只要有太阳就能产生输出信号,可以用来保护仪器,使航天器或实验仪器定位。
它的结构也比较简单,敏感器上面开一个狭缝,底面贴光电池,当卫星搜索太阳时,一旦太阳进入该探测器视场内,则光电池就产生一个阶跃响应,说明发现了太阳。
持续的阶跃信号指示太阳位于敏感器视场内。
一般来说,卫星的粗定姿是由“0-1”式的太阳敏感器来完成的,主要用来捕获太阳,判断太阳是否出现在视场中。
“0-1”式的太阳敏感器要能够全天球覆盖,且所有敏感器同时工作。
这种敏感器虽然实现起来比较简单,但是比较容易受到外来光源的干扰。
例如,此球反射的太阳光信号、太阳帆板反射的太阳光等都容易对这种敏感器形成干扰。
因此,敏感器的滤波器能够滤掉偶尔出现的电脉冲。
模拟式太阳敏感器模拟式太阳敏感器又称为余弦检测器,常使用光电池作为其传感器件,它的输出信号强度与太阳光的入射角度有关,其关系式为:其中,Iθ—太阳光束与光电池法线方向的夹角。
微型太阳敏感器CarlChristianLiebe;SohrabMobasser;YoungsamBae;ChrisJ.Wrigley;JeffreyR.Schroeder;Ay annaM.Howard;郑克隆【期刊名称】《控制工程(北京)》【年(卷),期】2003(000)005【摘要】微型太阳敏感器样机已经在美国加利福尼亚理工学院喷气推进实验室(JPL)研制出来。
此样机包含一块很薄的硅片。
硅片上镀铬和金,带有数百个小针孔,安放在一个有源像源敏感器(APS)的图象探测器顶面,与探测器表面距离为900μm。
当太阳照射掩膜时,在APS图像探测器上形成太阳图像。
精确地确定探测器上太阳图像的位置,就可以算出太阳角——其工作原理与日晷相像。
封装后的微型太阳敏感器质量为11g,体积为4.2cm3,功耗为30mW。
微型太阳敏感器的精度优于1’,最大视场角为160°【总页数】10页(P55-64)【作者】CarlChristianLiebe;SohrabMobasser;YoungsamBae;ChrisJ.Wrigley;JeffreyR .Schroeder;AyannaM.Howard;郑克隆【作者单位】无【正文语种】中文【中图分类】V448.222【相关文献】1.用于超小型地球观测卫星的基本APS的微型太阳敏感器 [J], MarcelloBuonocore;MicheleGrassi;GiancarloRufino;郑克隆;潘科炎2.附录G 微型太阳敏感器 [J],CarlChristianLiebe;SohrabMobasser;YoungsamBae;ChrisJ.Wrigley;JeffreyR.S chroeder;AyannaM.Howard3.立方星用微型太阳敏感器设计 [J], 查杨生;陆正亮;张翔;陶红海;钱鹏俊4.微型太阳敏感器光学掩模的镀膜设计 [J], 王多书;罗崇泰5.太阳敏感器 1 太阳敏感器的功能与用途 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
太阳敏感器原理
太阳敏感器是星载传感器之一,是用来检测太阳方向的仪器。
它是由多个定义太阳方向、用于对星敏感的光电元件构成,可对太阳扫描、追踪和指向。
太阳敏感器的工作原理是基于光电效应和反射法。
它的主要部件包括感光元件、信号处理电路和控制设备。
感光元件是太阳敏感器的核心部件,它能够将光信号转换成电信号。
常见的感光元件有光电二极管和光电单元等。
这些感光元件的灵敏度很高,可以通过接收来自太阳的光线来检测太阳的位置。
太阳敏感器的信号处理电路负责将感光元件采集到的光信号转换成数字信号,并通过控制设备发出指令,控制整个系统对太阳的追踪和指向。
控制设备是太阳敏感器的另一个重要部分,负责对信号处理电路发出的指令进行响应,控制太阳敏感器对太阳进行精确的追踪和指向。
为了保证太阳敏感器的稳定性,一般会在其上加装惯性陀螺仪等元件,以提高其精度和稳定性。
太阳敏感器的应用十分广泛,除了应用在卫星和空间探测器等领域之
外,太阳敏感器也被应用到一些工业领域,例如太阳能电池板的跟踪控制等。
总之,太阳敏感器是一种基于光电效应和反射法原理的检测太阳方向的仪器。
它的主要工作原理是通过感光元件将光信号转换成电信号,并通过信号处理电路和控制设备对系统进行操作,实现对太阳的追踪和指向。
在未来,太阳敏感器有望在更多领域得到应用,并进一步提高其精度和稳定性。