踪头实为跟踪装置的执行元件。芈膄图2-5跟踪系统框图袁下面对2001年《应用光学》杂志介绍的一种五象限法太阳跟踪仪做一简单介绍,下图为五象限光电转换器原理。在半径为R的大圆内有一个半径为R/2的小圆,将大圆与小圆之间的圆环分成四个象限。每象限的分界线与X轴均成45度,小圆为第V像限。羀在上述5象限中为跟踪定位测向象限,V象限为主测象限。将5片面积、性能、参数相同的光电池安装在所设计的5个象限内,当阳光照射到5片光电池上时必然产生光电流,光电流强度与光强成正比。螅为了测量准确,在光电池前放置可调光学镜筒,将一个凸透镜放在镜筒前,透镜安放在镜筒的最外沿,如图2-7所示。当光线经过透镜照到镜筒底部的5片光电池上时,调节筒的长度,使光斑正好完全覆盖5片光电池。当太阳光与光轴成一角度时,光线经过透镜照射到5片光电池上形成的光斑必然发生偏移,如图2-8所示。阴影部分为光线照到的部分,此时有的光电池不能被光斑完全覆盖,因此各光电池产生的光电流不尽相同,将光电流差经过一系列处理后输入到跟踪头,驱动电机动作,调节跟踪装置,直到4个象限光电池输出的光电流相等,此时太阳光线与透镜光轴平行,驱动电机无动作。膆为了使测量跟踪装置更安全、可靠,该装置采用V象限主测光电池进行光强测量和判断,使装置在夜晚停止工作。将第V象限的电压V1与外来控制电压V2进行比较,可选择合适的V1控制测量跟踪装置的工作状态,在夜晚时V2<V1,装置停止工作;在有太阳光时V1>V2,装置正常工作。膃葿蒅图2-6镜筒结构羃莂图2-7光线与光轴不垂直时袈理论上,镜筒越长,光电池的灵敏度愈高,但是镜筒长度和透镜的参数也有关系,不可能无限制增长,通常镜筒长度,以取10-30cm为宜。系统的位置精度,基本决定于传感器的精度,因此能够比较容易实现跟踪装置具有较高的精确度,光电池只要能捕捉到透镜聚焦的光斑就可以跟踪太阳,且结构设计较为简单。
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