專利名稱：一種光電傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電傳感器，尤其涉及一種用于衛(wèi)星反作用飛輪的光電傳感器。
衛(wèi)星在天空中飛行的姿態(tài)，是通過裝在衛(wèi)星上飛輪上的反作用力來控制的。要克服多種干擾力矩，使衛(wèi)星姿態(tài)瞬時角速度，滿足衛(wèi)星穩(wěn)定度要求。通常飛輪系統(tǒng)的速度閉環(huán)控制是通過角位移傳感器反饋信號實現(xiàn)的?，F(xiàn)有的飛輪系統(tǒng)使用的角位移傳感器存在以下缺陷傳感器輸出脈沖少，每周十幾個或幾十個脈沖。電機的控制精度低，無法滿足高性能飛輪的要求。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種用于衛(wèi)星反作用飛輪的光電傳感器。
本實用新型的目的可通過以下技術措施實現(xiàn)光電傳感器包括光學編碼盤和帶聚光鏡的照明系統(tǒng)、指示光柵，光學編碼盤安裝在衛(wèi)星飛輪上，指示光柵靠近光學編碼盤安裝，指示光柵和光學編碼盤的兩側分別安裝帶聚光鏡的照明系統(tǒng)和光電接收及電路處理系統(tǒng)，光電接收及電路處理系統(tǒng)的輸出端連接到驅動衛(wèi)星飛輪的電機。
本實用新型的目的還可通過以下技術措施實現(xiàn)光學編碼盤上的光柵刻線為反映衛(wèi)星飛輪角位移量的主光柵，另一種光柵刻線的輸出給電機提供換向信號。
本實用新型的目的還可通過以下技術措施實現(xiàn)指示光柵的光柵刻線有兩種光柵刻線為裂相指示光柵，光柵刻線為單狹縫。
本實用新型相比于現(xiàn)有技術有如下優(yōu)點采用高分辨率、高精度、高響應的光電傳感器，作為衛(wèi)星反作用飛輪系統(tǒng)的速度閉環(huán)控制系統(tǒng)的角位移檢測，通過微分運算，得到飛輪的角速度和角加速度，實現(xiàn)了檢測角動量矩和瞬時角動量矩變化量的作用，滿足了衛(wèi)星穩(wěn)定度的要求。本實用新型輸出數(shù)字化，便于獲得高的測量和控制精度。由于本實用新型采用的光電傳感器，其工作過程是非接觸的，無摩擦磨損，可大大延長儀器使用壽命，提高可靠性。本實用新型能給驅動衛(wèi)星反作用飛輪的電機精確提供換向信號，從而使飛輪的性能得到根本改善。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1為本實用新型實施例光電傳感器的結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例光電傳感器的光學編碼盤刻劃圖案。
圖3為本實用新型實施例光電傳感器的指示光柵刻劃圖案。
如圖1所示，光電傳感器包括光學編碼盤2和帶聚光鏡的照明系統(tǒng)3、指示光柵6。光學編碼盤2安裝在衛(wèi)星飛輪5上，指示光柵6靠近光學編碼盤2安裝。鄰近指示光柵6的一側安裝帶聚光鏡的照明系統(tǒng)3，鄰近光學編碼盤2的一側安裝光電接收及電路處理系統(tǒng)4。光電接收及電路處理系統(tǒng)4的輸出端連接到驅動衛(wèi)星飛輪5的電機1。
如圖2所示，本實用新型的光電傳感器的光學編碼盤2上有兩種不同的光柵刻線。其中，光柵刻線7、8為反映衛(wèi)星飛輪5角位移量的主光柵，其刻劃線數(shù)根據(jù)衛(wèi)星需要確定。另一種光柵刻線9、10、11的輸出給電機1提供換向信號，其線數(shù)及相位關系按驅動衛(wèi)星飛輪5的電機1的要求確定。
如圖3所示，指示光柵6包括裂相指示光柵12和單狹縫13，裂相指示光柵12與光學編碼盤2上的光柵刻線7、8一起，經(jīng)光電接收及電路處理系統(tǒng)4轉換后輸出方波脈沖，方波脈沖反映衛(wèi)星飛輪5的角度位移量，可轉換為數(shù)字信號。單狹縫13與光學編碼盤2上的光柵刻線9、10、11一起，經(jīng)光電接收及電路處理系統(tǒng)4轉換后輸出另一組方波脈沖，提供電機1的換向信號。
權利要求1.一種光電傳感器，包括光學編碼盤(2)和帶聚光鏡的照明系統(tǒng)(3)、指示光柵(6)，光學編碼盤(2)安裝在衛(wèi)星飛輪(5)上，指示光柵(6)靠近光學編碼盤(2)安裝，指示光柵(6)和光學編碼盤(2)的兩側分別安裝帶聚光鏡的照明系統(tǒng)(3)和光電接收及電路處理系統(tǒng)(4)，光電接收及電路處理系統(tǒng)(4)的輸出端連接到驅動衛(wèi)星飛輪(5)的電機(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的光電傳感器，其特征在于光學編碼盤(2)上的光柵刻線(7)、(8)為反映衛(wèi)星飛輪(5)角位移量的主光柵，另種光柵刻線(9)、(10)、(11)的輸出給電機(1)提供換向信號。
3.根據(jù)權利要求1和2所述的光電傳感器，其特征在于指示光柵(6)的光柵刻線有兩種光柵刻線(12)為裂相指示光柵，光柵刻線(13)為單狹縫。
專利摘要本實用新型公開了一種用于衛(wèi)星反作用飛輪的光電傳感器,包括光學編碼盤、照明系統(tǒng)、指示光柵和光電接收電路處理系統(tǒng)。光學編碼盤安裝在衛(wèi)星飛輪上,光電接收電路處理系統(tǒng)輸出衛(wèi)星飛輪的角位移量和電機換向信號,其輸出端連接到驅動衛(wèi)星飛輪的電機。本實用新型克服了現(xiàn)有衛(wèi)星飛輪系統(tǒng)傳感器輸出脈沖少和電機控制精度低的缺陷。本實用新型輸出數(shù)字化,便于獲得高的測量和控制精度;傳感器無摩擦磨損,利于提高可靠性。
文檔編號G01D5/347GK2474995SQ0025983
公開日2002年1月30日 申請日期2000年12月18日 優(yōu)先權日2000年12月18日
發(fā)明者鄧文和, 岳永堅, 吳凡, 劉豐文, 張維富, 劉恩海 申請人:中國科學院光電技術研究所