CN208780211U - 一种微电流薄膜式太阳敏感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微电流薄膜式太阳敏感器，涉及卫星姿轨控分技术领域。该太阳敏感器，在探头中采用具有输出阻抗大，输出电流小的微电流薄膜式太阳电池片，并采用光电转换电路与该电池片连接，将电流值直接转换为电压值，从而使得电池片的负载电阻小，进而使得输出的电流与光照具有很好的线性度，所以，采用本实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器，测量误差小，测量精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星姿轨控分技术领域，尤其涉及一种微电流薄膜式太阳敏感器。
背景技术
模拟太阳敏感器用于测量太阳矢量相对于敏感器坐标系的方位，用于确定卫星三轴姿态角。
目前，模拟太阳敏感器一般使用硅光电池片，由于硅光电池片的阻抗小(约500～1000Ω)输出电流大(约10mA)，因此信号处理电路需采用流压转换电路(如图1所示)，以保证模拟太阳敏感器的低功耗。硅光电池片在不同光照条件下的伏安特性曲线如图2所示，虚线为负载电阻线，为了准确获得光照与输出电流的关系，电池片需要工作在近似线性区。负载线斜率的倒数为采样电阻的阻值，采样电阻R0越小测量误差△I越小，但采样电阻太小，电阻抗干扰能力降低，也会影响测量精度。所以，现有技术中，采用硅光电池片，会导致模拟太阳敏感器理论值和测量值存在较大误差，从而降低了卫星三轴姿态角的测量精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种微电流薄膜式太阳敏感器，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种微电流薄膜式太阳敏感器，包括：探头和光电转换电路，所述探头包括基座、视场光栏和微电流薄膜式太阳电池片，所述微电流薄膜式太阳电池片和所述视场光栏均安装在所述基座上，所述视场光栏安装在所述微电流薄膜式太阳电池片的上方，所述微电流薄膜式太阳电池片与所述光电转换电路电连接。
优选地，所述微电流薄膜式太阳电池片的阻抗大于50KΩ。
优选地，所述光电转换电路包括反馈电阻和运算放大器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器，在探头中采用具有输出阻抗大，输出电流小的微电流薄膜式太阳电池片，并采用光电转换电路与该电池片连接，将电流值直接转换为电压值，从而使得电池片的负载电阻小，进而使得输出的电流与光照具有很好的线性度，所以，采用本实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器，测量误差小，测量精度高。
附图说明
图1是流压转换电路图；
图2是太阳电池片的伏安特性曲线示意图；
图3是本实施例提供的视场光栏的结构示意图；
图4是本实施例提供的微电流薄膜式太阳电池片的结构示意图；
图5是本实施例提供的基座的结构示意图；
图6是本实施例提供的探头的结构示意图；
图7是本实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器的工作原理图；
图8是本实施例提供的光电转换电路示意图。
图中，各符号的含义如下：
1基座、2视场光栏、3微电流薄膜式太阳电池片。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图3-8所示，本实用新型实施例提供了一种微电流薄膜式太阳敏感器，包括：探头和光电转换电路，所述探头包括基座1、视场光栏2和微电流薄膜式太阳电池片3，所述微电流薄膜式太阳电池片3和所述视场光栏2均安装在所述基座1上，所述视场光栏2安装在所述微电流薄膜式太阳电池片3的上方，所述微电流薄膜式太阳电池片3与所述光电转换电路电连接。
上述结构的微电流薄膜式太阳敏感器，其工作原理可如图4所示：
探头的基准坐标系XYZ，瞄准轴为Z轴。太阳光经视场光栏后投影在微电流薄膜式太阳电池片上，电池片共划为四个象限，根据太阳光入射角，每个象限上会产生不同大小的电流，将四个现象的电流经过光电转换电路(如图5)产生相对应的电压值，得到的该四象限的电压值后续可以用于计算出X和Y两轴方向上入射角的大小。进而计算出其测量精度。
上述结构中，由于微电流薄膜式电池片的阻抗大，所以其输出电流小，因此，不需要采用图1中的流压转换电路，只需要采用光电转换电路直接将电池片产生的电流信号转换为电压信号，该电路可以使得电池片的负载电阻很小，进而使得输出的电流与光照具有很好的线性度，所以可以减小误差，提高敏感器的测量精度。
经测试，本实施例提供的采用高阻抗的微电流薄膜式太阳电池片的微电流薄膜式太阳敏感器的测量精度为0.1°，而现有的采用硅光电池片的模拟太阳敏感器的测量精度为0.2°，即本实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器的测量精度较现有的模拟太阳敏感器的测量精度提高了一倍。
在本实施例中，所述微电流薄膜式太阳电池片3的阻抗可以大于50KΩ。
采用该范围阻抗值的微电流薄膜式太阳电池片，其输出电流非常小，采用光电转换电路进行电流转换时，采样电阻值可以很小，所以，电池片的负载电阻很小，从而使得输出的电流与光照具有很好的线性度，敏感器具有较高的测量精度。
在本实施例中，所述光电转换电路包括：反馈电阻和运算放大器。
此结构利用反馈电阻和运算放大器将电池片输出的电流I转化为输出电压Vout。其输出电压和输入电流的关系为：Vout＝R*I。
本实施例提供的光电转换电路可以使得电池片的负载电阻接近0，可以使得电池片能够工作在近乎短路的状态，进而使得输出的电流与光照具有很好的线性度，可以减小误差，提高敏感器的测量精度。
通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器，在探头中采用具有大阻抗的微电流薄膜式太阳电池片，并采用光电转换电路与该电池片连接，将电流值直接转换为电压值，从而使得电池片的输出电流小，且负载小，进而使得输出的电流与光照具有很好的线性度，所以，采用本实施例提供的微电流薄膜式太阳敏感器，测量误差小，测量精度高。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种微电流薄膜式太阳敏感器，其特征在于，包括：探头和光电转换电路，所述探头包括基座、视场光栏和微电流薄膜式太阳电池片，所述微电流薄膜式太阳电池片和所述视场光栏均安装在所述基座上，所述视场光栏安装在所述微电流薄膜式太阳电池片的上方，所述微电流薄膜式太阳电池片与所述光电转换电路电连接；
所述光电转换电路包括反馈电阻和运算放大器。
2.如权利要求1所述的微电流薄膜式太阳敏感器，其特征在于，所述微电流薄膜式太阳电池片的阻抗大于50KΩ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820961224.2U CN208780211U (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种微电流薄膜式太阳敏感器 |
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| CN201820961224.2U CN208780211U (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种微电流薄膜式太阳敏感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208780211U true CN208780211U (zh) | 2019-04-23 |
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Family Applications (1)
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| CN201820961224.2U Active CN208780211U (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种微电流薄膜式太阳敏感器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN208780211U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112953386A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-11 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 一种卫星的太阳电池阵的伏安特性的测量方法 |
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2018
- 2018-06-21 CN CN201820961224.2U patent/CN208780211U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112953386A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-11 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 一种卫星的太阳电池阵的伏安特性的测量方法 |
| CN112953386B (zh) * | 2021-03-17 | 2024-01-26 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 一种卫星的太阳电池阵的伏安特性的测量方法 |
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