SU673952A1

SU673952A1 - Sun following-up system sensor

Info

Publication number: SU673952A1
Application number: SU721758332A
Authority: SU
Inventors: Роберт Степанович Григорян; Яков Тигранович Шермазанян; Борис Владимирович Тарнижевский; Тельман Аршакович Нерсисян; Борис Яковлевич Родичев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2763
Priority date: 1972-03-13
Filing date: 1972-03-13
Publication date: 1979-07-15

Description

(54) ДАТЧИК СОЛНЕЧНОЙ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ(54) SOLAR SURFACE SENSOR

1one

изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматических системах ориентации и слежени солнечных установок.The invention relates to instrumentation technology and can be used in automatic systems for orientation and tracking of solar installations.

Извес7ны датчики солнечных след щих систем, содержащие чувствительные элементы , симметрично расположенные на двух наклонных плоскост х и по плоскости симметрии разделенные затен ющей перегородкой на две части. В этих датчиках чувствительными элементами вл ютс фоторезисторы 1 или фотоэлементы 2, а каждое плечо датчика представл ет либо единичный чувствительный элемент, либо батарею этих элементов, известные датчики солнечных след щих систем характеризуютс тем, что при больщих отклонени х оптической оси установки от направлени солнечных лучей их чувствительность падает, так как величина выходного сигнала датчика зависит от угла падени солнечных лучей на поверхность чувсвительных элементов.Sensors of solar tracking systems that contain sensing elements symmetrically located on two inclined planes and along the plane of symmetry divided by the shading partition into two parts are known. In these sensors, the sensitive elements are photoresistors 1 or photocells 2, and each sensor arm represents either a single sensitive element or a battery of these elements, the well-known sensors of solar tracking systems are characterized by the fact that with large deviations of the optical axis of the installation from the direction of the sun's rays their sensitivity decreases, since the magnitude of the output signal of the sensor depends on the angle of incidence of sunlight on the surface of sensitive elements.

Целью изобрета1и вл етс повышение чувствительности датчика солнечной след щей системы. В описываемом датчике, содержащем одинаковые группы фотопреобразователей и затен ющие перегородки,это достигаетс тем, что в нем фотопреобразователи каждой группы расположены на плоскости выпуклого многогранника, разделенного по гран м пополам затен ющими перегородками , причем группы каждой половины соединены между собой параллельно и образуют две электрические цепи, соединенные между собой по дифференциальной схеме.The aim of the invention is to increase the sensitivity of the sensor of the solar tracking system. In the described sensor, which contains identical groups of photoconverters and shading partitions, this is achieved by the fact that in it the photoconverters of each group are located on the plane of a convex polyhedron divided by halves of the shading partitions, and the groups of each half are interconnected in parallel and form two electrical circuits interconnected in a differential circuit.

На фиг. 1 показана конструктивна схема датчика; на фиг. 2 - его принципиальна электрическа схема; на фиг. 3 - осциллограмма изменени сигнала датчика в зависимости от угла его отклонени . Датчик содержит, например, щестигранник 1, фотоэлементы 2, 3, 4, 5, 6 и 7, перегородки 8 и 9 и ось 10 поворота. Фотоэлементы 2, 3 и 4 с одной стороны щестигранника и фотоэлементы 5, 6 и 7 с другой его стороны образуют две электрические цепи,FIG. 1 shows a structural diagram of the sensor; in fig. 2 - its basic electrical circuit; in fig. 3 is an oscillogram of the change in the sensor signal depending on the angle of its deviation. The sensor contains, for example, hexahedron 1, photocells 2, 3, 4, 5, 6 and 7, partitions 8 and 9 and axis 10 of rotation. Photo cells 2, 3 and 4 on the one side of the hexagon and photo cells 5, 6 and 7 on the other side form two electrical circuits,

соединенные между собой по дифференциальной токовой схеме, а фотоэлементы, расположенные на разных гран х половины щестигранника , соединены между собой параллельно , как это показано на фиг. 2.interconnected in a differential current circuit, and photocells located on different faces of a half-hexagon are interconnected in parallel, as shown in FIG. 2

Датчик закрепл етс на оси поворота так, что плоскость его симметрии СС перпендикул рна к плоскости приемной поверхности установки.The sensor is fixed on the axis of rotation so that its plane of symmetry SS is perpendicular to the plane of the receiving surface of the installation.

В положении установки, когда солнечные лучи параллельны плоскости симметрииСС и направлены перпендикул рно на приемную поверхность установки (нулевое положение датчика), чувствительные элементы обеих цепей датчика одинаково освещены. При этом выходной сигнал равен нулю, так как ЭДС обеих цепей равны и направлены навстречу одна другой. При отклонени х установки от нулевого положени в любую сторону на любой угол одна половина датчика частично или полностью затен етс в зависимости от угла отклонени установки, а освещение другой половины, соответственно, увеличено. В этом случае ЭДС затененной половины уменьщаетс , а другой, соответственно , увеличиваетс , и на выходе датчика по вл етс разность потенциалов, пол рность которой соответствует направлению отклонени установки от направлени солнечных лучей. По этому сигналу установка под действием исполнительного механизма (на чертежах не показан) поворачиваетс в сторону солнечных лучей и останавливаетс в нулевом положении, когда сигнал датчика оказываетс равным нулю.In the installation position, when the sun's rays are parallel to the plane of symmetry of the SS and directed perpendicular to the receiving surface of the installation (zero position of the sensor), the sensitive elements of both sensor circuits are equally illuminated. In this case, the output signal is zero, since the EMF of both circuits is equal and directed towards each other. When the installation deviates from the zero position in any direction at any angle, one half of the sensor is partially or completely shaded depending on the angle of deviation of the installation, and the illumination of the other half, respectively, is increased. In this case, the emf of the shaded half decreases, and the other, respectively, increases, and a potential difference appears at the sensor output, the polarity of which corresponds to the direction of deviation of the installation from the direction of the sun's rays. By this signal, the installation under the action of an actuator (not shown in the drawings) rotates towards the sun's rays and stops at the zero position when the sensor signal is equal to zero.

Изменение сигнала датчика в зависимости от угла отклонени установки и от направлени солнечных лучей показано на осциллограмме фиг. 3, где видно, что сигнал датчика равен нулю также и при отклонении на 180° от нулевого положени . Однако это положение датчика не устойчивое, так как из-за непрерывного движени Солнца через СThe change in the sensor signal depending on the angle of deviation of the installation and on the direction of the sun's rays is shown in the waveform of FIG. 3, where it can be seen that the sensor signal is also zero when the deviation is 180 ° from the zero position. However, this sensor position is not stable, since due to the continuous movement of the Sun through C

некоторое врем Направление сшнечных лучей измен етс на угол f, и тогда по сигналу датчика установка поворачиваетс на угол ШОГи занимает нулевое положение.some time The direction of the cross-rays changes by an angle f, and then the sensor rotates the angle SHOG and takes the zero position at the sensor signal.

Таким образом, угол обзора датчика равен 360° - 2% где т - небольша величина в пределах заданной точности слежени .Thus, the viewing angle of the sensor is 360 ° - 2% where m is a small value within the specified tracking accuracy.

Форма и число граней многогранника, а также длина перегородок датчика определ ютс по заданной точности слежени . Чувствительные элементы, укрепленные на отдельных гран х многогранника могут быть как единичные, так и в виде батареи, в зависимости от требуемой величины выходного сигнала.The shape and number of faces of the polyhedron, as well as the length of the sensor walls, are determined by the specified tracking accuracy. Sensitive elements mounted on individual faces of a polyhedron can be either single or in the form of a battery, depending on the required size of the output signal.

Claims

1. “Artificial satellites of the Earth. Issue II, Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1961, p. 87-93.

2. “Solar energy converters on semiconductors. “Science, 1968, p. 43-48.

Output signal