太阳辐射计检定用多维工作台的研制

针对太阳辐射计量仪表进行检定的需要,提出了一种具有四个自由度功能动作的多维检定工作台。工作台在与太阳模拟器联合,可同时对两块待栓仪表的参数误差进行检定。在对太阳高度角和方位角的研究基础上,阐述了工作台旋转机构、升降机构、俯仰机构和转臂机构的设计过程,并对工作台的控制系统进行了说明。测试结果表明多维工作台各级转动误差小于0．05°,由倾角仪和步进电机组成的台面水平控制误差在±10’以内,满足设计指标要求。     

地面姿态模拟光源技术研究

太阳敏感器和红外地球敏感器是卫星姿态控制的重要部件, 在卫星升空前必须对其进行地面实验。设计了一套由4条光缝组成的太阳模拟光源和针对地球同步轨道高度15.6张角的南北红外地球模拟光源。详细介绍了地星姿态模拟光源系统的组成及总体结构, 采用红外光学技术, 设计了地球模拟光源的锗准直透镜, 同时为了保证各模拟光源对真实卫星的安全对接试验, 确认各光源对星上产品的激励作用满足要求, 设计了地星姿态模拟光源安装支架。地球模拟光源能够模拟地球弦宽15.6及卫星10~120 rpm的自旋转速, 通过实验对地球模拟光源弦宽及转速进行了测试, 结果表明模拟地球弦宽误差不大于0.04, 转速锁相误差不大于1 ms。     

气象辐射用太阳模拟器组合聚光镜设计

结合气象辐射用太阳模拟器的特性,针对太阳模拟器能量利用率较低的情况,文章设计了一种椭球聚光镜和球面反射镜组成的组合聚光镜,分析了组合聚光镜中椭球聚光镜和球面反射镜的参数确定方法以及组合聚光镜的成像倍率与聚光效率,软件仿真结果证明:在保证均匀性的前提下,组合聚光镜能有效提升太阳模拟器的能量利用效率,太阳模拟器的辐照不均匀度符合气象太阳模拟器国家标准。     

太阳模拟器的新发展

太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理,论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式,如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析,总结了其发展趋势。     

基于全光谱输出太阳模拟器氙灯光源的研究

在太阳模拟器的设计中,光源的选择和设置直接影响辐照面的光谱特性和辐照度,本文通过对高压短弧氙灯光源的发光原理、光谱特性、功率计算、点燃方式等综述,给出了满足全光谱输出太阳模拟器光源的选择依据,并结合光谱仪实验测试提出光谱的评价方法。     

星敏感器地面标定设备的设计

为了实现星敏感器的地面标定试验,设计一套视场大且星间角距模拟精度高的星敏感器地面标定系统,对标定系统的组成、光学系统设计和模拟仿真精度等进行研究。根据星敏感器的地面标定要求介绍系统组成,提出实现星间角距模拟精度优于20的方法;采用新型显示器件LCOS 作为星图显示器,通过像面拼接的方法扩大视场,并据此利用Zemax 软件设计光学系统。在原有测量方法的基础上,给出地面标定设备的精度评价方法。并提出一种能够提高星间角距模拟精度的星点修正方法。实验结果表明:星敏感器地面标定设备的星间角距模拟精度小于20,满足对星敏感器进行地面标定试验的要求。     

基于LabVIEW车体稳定性光电检测技术研究

采用光电检测和计算机数据处理技术来检测火炮在射击过程中稳定性的光电设备,代替目前使用的划针、划板的机械测量方法,实现火炮稳定性的非接触测量。简述这种检测设备的工作原理及基于LabVIEW进行数据处理并显示坐标点.     

基于LED阵列光源的太阳模拟器

针对目前LED太阳模拟器辐照度低、光谱匹配性差等不足,提出一种由LED阵列光源,菲涅尔透镜、光学积分器、准直物镜组成的LED太阳模拟器。首先根据多光谱拟合理论,在400~1 100nm优选15种不同波段的LED光源,计算出光源所需功率,实现太阳光谱的精确匹配。其次优化设计了菲涅尔透镜、光学积分器以及准直物镜,校正了太阳模拟器的像差,提高了太阳模拟器的能量利用效率以及辐照均匀性,并利用LightTools软件对所设计的光学系统进行仿真分析。最后搭建了光学系统实验装置,测试结果表明:100mm×100mm内的辐照度达到1 376.3 W/m~2;拟合的太阳光谱匹配度达到AM1.5条件中的A级,辐照不均匀度为±1.73%,辐照不稳定度为±0.82%,综合性能指标达到太阳模拟器中的3A级水平。     

太阳模拟器用新型集束式光学积分器研究

针对当前太阳模拟器辐照均匀性难以提高的问题,设计了一种新型集束式光学积分器。在对称式光学积分器理论分析的基础上,介绍了集束式光学积分器的设计过程,用Light Tools软件对太阳模拟器光学系统进行模拟仿真。结果表明,使用集束式光学积分器后,太阳模拟器不均匀度显著降低,在Φ50 mm范围内小于0.2%,Φ(50~120)mm范围内小于1.5%,满足高辐照均匀性的使用要求。     

太阳辐射计量仪表多功能检测系统研究

针对太阳辐射计量仪表进行质量考核的需要,提出了一种由太阳模拟器和多维工作台组成的新型多功能检测系统.该系统由太阳模拟器提供稳定均匀的辐射光源,多维工作台给出太阳辐射计量仪表检测所需多种功能动作.测试结果表明太阳模拟器能够达到AM1.5太阳模拟器标准的3A级别,配合工作台完成对辐射计量仪表的余弦、方位响应误差、倾斜误差、非线性误差及灵敏度进行检测.