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专利名称：一种测量太阳角度的控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到ー种测量太阳角度的控制系统。
背景技术：
太阳在经度方向的变化是以天为周期的，每天变化180度；而在纬度方向的变化是以年为周期的，一年变化±23. 45度。对太阳高度角和方位角的測量在天文科学、航空、航海中用途很大。对某一地区当前太阳角度的传统测量方法为“立竿见影法”，即在有太阳 的地上竖ー根杆子，测出杆子的高度和影子的长度，高度除以长度得到的数值就是太阳当前的高度角的正切值，影子的远杆端点到正南方向的垂线长度除以杆影的长度就是当前太阳方位角的余弦值。目前天文、航空、航海领域中对太阳角度的测量仪器也大都是应用物体在太阳光下的影子来进行测量的。然而，杆子或者呈影物体的高度越小其測量和计算误差就会越大，这就要求测量时所用的呈影杆要在合理的范围内达到足够长，这样的仪器在测量和携带式必然带来不必要的麻烦。
发明内容为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供ー种测量太阳角度的控制系统，可以快速、准确地测量出当前位置的太阳高度角和方位角，携帯方便、測量精确为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是ー种测量太阳角度的控制系统，包括太阳高度角定位传感器组I和太阳方位角定位传感器组2，太阳高度角定位传感器组I连接有水平方向步进电机6，水平方向步进电机6接有高度角编码器3，太阳方位角定位传感器组2连接有垂直方向步进电机5，垂直方向步进电机5接有方位角编码器4，太阳高度角定位传感器组I和太阳方位角定位传感器组2的输出通过比较器7连接至主控制器8。所述太阳高度角定位传感器组I和太阳方位角定位传感器组2各由两组高精度光敏传感器组成。所述高度角编码器3和方位角编码器4均为绝对型旋转单圈光电编码器。所述主控制器8为单片机。本实用新型结构简单，成本低廉，太太阳高度角定位传感器组I布置在水平放置的转轴上，其中的两个光敏传感器呈一定偏移角布置。太阳方位角定位传感器组2包括两个布置在垂直放置的旋转轴上的高精度光敏传感器，两个传感器同样呈一定偏移角布置。比较器7用来分别比较两个角定位传感器组中的两个传感器哪一个接收到的光信号强，这样便可以确定出哪ー个是更加正对太阳方向的。主控制器8用来控制水平方向步进电机和垂直方向步进电机的旋转。

附图为本实用新型结构框图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。本实用新型为ー种測量太阳角度的控制系统，包括太阳高度角定位传感器组I和太阳方位角定位传感器组2，太阳高度角定位传感器组I连接有水平方向步进电机6，水平方向步进电机6接有高度角编码器3，太阳方位角定位传感器组2连接有垂直方向步进电机5，垂直方向步进电机5接有方位角编码器4，太阳高度角定位传感器组I和太阳方位角定位传感器组2的输出通过比较器7连接至主控制器8。所述高度角定位传感器和方位角定位传感器分别由ー对固定在垂直旋转轴和水平旋转轴上的光敏传感器组成。旋转轴上固定的两个高精度光敏传感器中垂线夹角为2度。两个旋转轴上分别连接有编码器，所述编码器为绝对型旋转单圈光电编码器，可以分别 记录下垂直旋转轴和水平旋转轴相对于初始位置所旋转过的角度。同吋，旋转轴与步进电机连接在一起，可以由步进电机驱动其旋转相应的角度。所述比较器可以对每个传感器组中的两个光敏传感器所产生的信号强度进行比较，得出比较结果后将结果送交主控制器进行决策。主控制器依据比较的结果做出是否控制步进电机旋转的决策，若需要步进电机旋转则控制其旋转2度。本实用新型工作过程大致如下控制系统开启后分别将高度角定位传感器组和方位角定位传感器组的I号传感器初始位置设置在水平线方向和正东方向。同吋，比较器开始比较每个传感器组中两个传感器产生的信号強弱，若I号传感器信号强于2号传感器则将比较结果送交主控制器，控制器给步进电机发送旋转指令，步进电机驱动旋转轴正向旋转a =2度角，编码器同时记录下这ー旋转过程。若I号传感器的信号弱于2号传感器则主控制器控制步进电机反向旋转a/2度角，循环往复比较直到传感器组中两个传感器接受到的信号強度相等时，此时高度角编码器和方位角编码器所记录下的旋转角度即为太阳当前时刻的高度角和方位角。以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.ー种测量太阳角度的控制系统，其特征在于，包括太阳高度角定位传感器组(I)和太阳方位角定位传感器组(2)，太阳高度角定位传感器组(I)连接有水平方向步进电机(6)，水平方向步进电机(6)接有高度角编码器(3)，太阳方位角定位传感器组(2)连接有垂直方向步进电机(5)，垂直方向步进电机(5)接有方位角编码器(4)，太阳高度角定位传感器组(I)和太阳方位角定位传感器组(2)的输出通过比较器(7)连接至主控制器(8)。
2.根据权利要求I所述测量太阳角度的控制系统，其特征在于，所述太阳高度角定位传感器组(I)和太阳方位角定位传感器组(2)各由两组高精度光敏传感器组成。
3.根据权利要求I所述测量太阳角度的控制系统，其特征在于，所述高度角编码器(3)和方位角编码器(4)均为绝对型旋转单圈光电编码器。
4.根据权利要求I所述测量太阳角度的控制系统，其特征在于，所述主控制器(8)为单片机。
专利摘要本实用新型为一种测量太阳角度的控制系统，包括太阳高度角定位传感器组和太阳方位角定位传感器组，太阳高度角定位传感器组连接有水平方向步进电机，水平方向步进电机接有高度角编码器，太阳方位角定位传感器组连接有垂直方向步进电机，垂直方向步进电机接有方位角编码器，太阳高度角定位传感器组和太阳方位角定位传感器组的输出通过比较器连接至主控制器。本实用新型可以快速、准确地测量出当前位置的太阳高度角和方位角，携带方便、测量精确。
文档编号G01C1/00GK202393375SQ20112047418
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者杨向民, 王丰飞 申请人:陕西科林能源发展股份有限公司