[实用新型]一种光电传感器

说明书

本实用新型涉及一种光电传感器，尤其涉及一种用于卫星反作用飞轮的光电传感器。

卫星在天空中飞行的姿态，是通过装在卫星上飞轮上的反作用力来控制的。要克服多种干扰力矩，使卫星姿态瞬时角速度，满足卫星稳定度要求。通常飞轮系统的速度闭环控制是通过角位移传感器反馈信号实现的。现有的飞轮系统使用的角位移传感器存在以下缺陷：传感器输出脉冲少，每周十几个或几十个脉冲。电机的控制精度低，无法满足高性能飞轮的要求。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种用于卫星反作用飞轮的光电传感器。

本实用新型的目的可通过以下技术措施实现：光电传感器包括光学编码盘和带聚光镜的照明系统、指示光栅，光学编码盘安装在卫星飞轮上，指示光栅靠近光学编码盘安装，指示光栅和光学编码盘的两侧分别安装带聚光镜的照明系统和光电接收及电路处理系统，光电接收及电路处理系统的输出端连接到驱动卫星飞轮的电机。

本实用新型的目的还可通过以下技术措施实现：光学编码盘上的光栅刻线为反映卫星飞轮角位移量的主光栅，另一种光栅刻线的输出给电机提供换向信号。

本实用新型的目的还可通过以下技术措施实现：指示光栅的光栅刻线有两种：光栅刻线为裂相指示光栅，光栅刻线为单狭缝。

本实用新型相比于现有技术有如下优点：采用高分辨率、高精度、高响应的光电传感器，作为卫星反作用飞轮系统的速度闭环控制系统的角位移检测，通过微分运算，得到飞轮的角速度和角加速度，实现了检测角动量矩和瞬时角动量矩变化量的作用，满足了卫星稳定度的要求。本实用新型输出数字化，便于获得高的测量和控制精度。由于本实用新型采用的光电传感器，其工作过程是非接触的，无摩擦磨损，可大大延长仪器使用寿命，提高可靠性。本实用新型能给驱动卫星反作用飞轮的电机精确提供换向信号，从而使飞轮的性能得到根本改善。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型实施例光电传感器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例光电传感器的光学编码盘刻划图案。

图3为本实用新型实施例光电传感器的指示光栅刻划图案。

如图1所示，光电传感器包括光学编码盘2和带聚光镜的照明系统3、指示光栅6。光学编码盘2安装在卫星飞轮5上，指示光栅6靠近光学编码盘2安装。邻近指示光栅6的一侧安装带聚光镜的照明系统3，邻近光学编码盘2的一侧安装光电接收及电路处理系统4。光电接收及电路处理系统4的输出端连接到驱动卫星飞轮5的电机1。

如图2所示，本实用新型的光电传感器的光学编码盘2上有两种不同的光栅刻线。其中，光栅刻线7、8为反映卫星飞轮5角位移量的主光栅，其刻划线数根据卫星需要确定。另一种光栅刻线9、10、11的输出给电机1提供换向信号，其线数及相位关系按驱动卫星飞轮5的电机1的要求确定。

如图3所示，指示光栅6包括裂相指示光栅12和单狭缝13，裂相指示光栅12与光学编码盘2上的光栅刻线7、8一起，经光电接收及电路处理系统4转换后输出方波脉冲，方波脉冲反映卫星飞轮5的角度位移量，可转换为数字信号。单狭缝13与光学编码盘2上的光栅刻线9、10、11一起，经光电接收及电路处理系统4转换后输出另一组方波脉冲，提供电机1的换向信号。