ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ

Полезная модель относится к приборостроению, а именно к области устройств, входящих в состав систем, используемых для слежения за не точечными светящимися объектами, изменяющими угловой размер в процессе слежения, например, такими как Солнце, Луна и может быть использовано в системах гидирования солнечных телескопов.
В астрофизических исследованиях широко используются такие инструменты как солнечные телескопы и коронографы, в составе оборудования которых одной из важнейших систем является система гидирования, предназначенная для удержания на входном зрачке регистратора изображения исследуемой области Солнца или его короны и сканирования участка солнечного диска. Одним из важнейших устройств системы является фотоэлектрическое устройство слежения. Основные требования, предъявляемые к таким устройствам: большой динамический диапазон яркости объекта слежения (темнота - полное освещение) - не менее семи порядков; высокая точность гидирования - не хуже (0,5÷2) угловых секунды; минимальная задержка в тракте слежения (задержка от момента возникновения рассогласования до подачи сигнала рассогласования на исполнительные приводы системы слежения с целью его устранения); сохранение работоспособности системы при виньетировании (затенении) части изображения объекта слежения конструктивными элементами телескопа; минимальное либо полное отсутствие смещения центра объекта слежения при изменении его угловых размеров; автоматическая работа системы слежения после освещения хотя бы одного из фотодатчиков; возможность мониторирования и управления системой от компьютера; рабочая температура в диапазоне не менее -30÷+35°C (работа в не отапливаемом помещении).
Термины, используемые в описании:
Виньетирование (от франц. vignette - заставка), частичное затенение пучка лучей, проходящего через оптическую систему, обусловленное его ограничением диафрагмами системы. В. приводит к уменьшению освещенности изображения, даваемого системой, при переходе от центра к краю поля зрения. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А.М. Прохоров. 1983.
«Захват» - это режим работы системы слежения, когда Солнце освещает не менее двух фотодатчиков, из которых один расположен на координатной оси X, другой - Y и сигналы рассогласования X, Y при этом равны нулю.
1
2
1
2
Известно устройство слежения, входящее в подсистему гидирования солнечного телескопа (Зотов А.А., Котов В.Н., Лубков А.А., Лылов С.А., Автоматическое управление солнечным телескопом // Датчики и системы. 2008. №10. С. 8-10), содержащее фотоэлектрическую систему, состоящую из четырех фотодиодов, расположенных по окружности, диаметром равным проекции изображения Солнца, на противоположных концах двух взаимно перпендикулярных диаметров X, Y совпадающих с осями α и δ управления главным зеркалом телескопа по азимуту и углу места. Сигналы рассогласования для управления приводами каждой оси (X, Y) формируются по формуле - ΔU=k lg(I/I), где - k - коэффициент размерности равный 1,0 В; I, I токи верхнего/нижнего и/или правого/левого фотодиода на входе усилителей, пропорциональные соответствующим яркостям. Такая конструкция фотодатчиков допустима только в телескопах, в которых оптическая схема построена так, что виньетирование фотоприемников не возможно, т.к. имеется недостаток - при виньетировании хотя бы одного из фотоприемников происходит потеря объекта слежения по одной из координат, что делает невозможным процесс слежения за объектом.
Недостатком известного устройства является невозможность процесса слежения за объектом при виньетировании хотя бы одного из датчиков и отсутствие автоматизации процесса слежения за Солнцем.
Известно следящее устройство (Авторское свидетельство №297022, «Фотоэлектрическое устройство для слежения за протяженным объектом, например Солнцем», МПК G02B 23/00, G01C 21/24, G01D 5/, опубликовано 04.06.1971), в котором гидирование осуществляется по двум участкам изображения объекта, и фотоприемники расположены попарно на освещенных и не освещенных зонах изображения границы объекта на дуге с центральным углом 90° между парами с ориентацией по осям X и Y. Такая конструкция системы имеет тот же недостаток, что и предыдущая - при слежении только по двум участкам изображения объекта в случае виньетирования хотя бы одного из фотоприемников происходит потеря объекта слежения и добавляется еще один недостаток - при изменении размеров объекта слежения, например, Солнца, угловой размер которого изменяется на 3,27% в течение года, центр объекта будет смещаться на ту же величину, что недопустимо для системы гидирования телескопа и требует перенастройки положения датчиков оператором вручную.
Недостатком известного устройства является невозможность процесса слежения за объектом при виньетировании хотя бы одного из датчиков и отсутствие автоматизации процесса слежения за Солнцем.
Известно техническое решение, выполненное в подсистеме слежения за Солнцем, входящей в состав системы управления горизонтальным солнечным телескопом Саянской Солнечной обсерватории (Bevzov A.N., Kotov V.N. Lubkov A.A., Lylov S.A., Perebeynos S.V. Automated control system for horizontal solar telescope of Sayansk solar observatory. // Proceedings of the IASTED International Conferences on Automation, Control and Information Technology (ACIT 2010) (Novosibirsk, Russia, June 15-18, 2010), vol. "Control, Diagnostics and Automation", Acta Press, Calgary, 2010. P. 178-182), выбранное в качестве прототипа. В блоке фотодатчиков этой подсистемы используется четыре пары фотоприемников, расположенных попарно по окружности, с центральным углом 90° между парами и ориентацией по осям X и Y. Такая конструкция блока фотодатчиков решает проблему виньетирования, но имеет недостаток - слежение осуществляется всего по двум точкам края изображения объекта, так что при изменении его углового размера, происходит медленное смещение центра изображения с цикличностью один год и что бы избежать этого оператор должен периодически в начале каждого наблюдения вручную симметрично смещать фотодатчики вдоль осей X и Y, чтобы компенсировать это изменение. Второй недостаток данного варианта - это отсутствие режима автоматического выбора при виньетировании любого из фотодатчиков и оператор должен выбирать не виньетированную пару фотодатчиков вручную. И, наконец, третий недостаток - отсутствие связи с компьютером для управления режимами работы и контроля состояния устройства слежения.
Недостатком известного технического решения является невозможность работы в автоматическом режиме слежения.
Перед авторами ставилась задача разработать устройство слежения, способное работать в системах слежения управления солнечных телескопов в автоматическом и ручном режиме.
Устройство должно обеспечивать автоматическое удержание на входном зрачке регистратора изображения исследуемой области Солнца с учетом годового изменения углового размера Солнца, обеспечивать возможность кроме автономной работы в ручном режиме управления работать под управлением персонального компьютера оператора (ПКО) в автоматизированном режиме управления системой гидирования телескопа в процессе астрофизических наблюдений Солнца, а также при наладочных и юстировочных работах.
Ни одно из описанных выше устройств слежения, не решает этих задач.
2
2
2
2
2
2
2
Поставленная задача решается тем, что фотоэлектрическое устройство для слежения за Солнцем, содержащее, блок фотодатчиков, состоящий из первого фотодатчика, второго фотодатчика, третьего фотодатчика и четвертого фотодатчика, расположенных на окружности, совпадающей с центром проекции изображения Солнца, причем фотодатчики расположены под углом 90 градусов с вершиной в центре окружности с ориентацией по координатным осям X и Y, при этом, каждый фотодатчик включает в себя внешний фотоприемник и внутренний фотоприемник; четыре идентичных канала преобразования фототоков в напряжение для каждого фотодатчика, причем каждый канал преобразования фототоков в напряжение включает в себя сумматор сигналов рассогласования; мультиплексор; блок ручного выбора режима работы; индикаторы; блок логики управления; дополнительно оснащено контроллером, каналом связи ETHERNET, шиной связи IC, расширителем шины интерфейса связи IC, каждый канал преобразования фототоков в напряжение выполнен оснащенным первым логарифмическим усилителем, вторым логарифмическим усилителем, первым операционным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, вторым операционным усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, сумматором сигнала яркости, а внешний фотоприемник каждого канала преобразования фототоков в напряжение, выполнен подключенным к отрицательному входу первого логарифмического усилителя, положительный вход которого соединен с источником опорного тока, а выход первого логарифмического усилителя соединен с отрицательным входом первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен со входом сумматора сигналов яркости и входом сумматора сигналов рассогласования, внутренний фотоприемник каждого канала преобразования фототоков в напряжение выполнен подключенным к отрицательному входу второго логарифмического усилителя, положительный вход которого соединен с источником опорного тока, а выход второго логарифмического усилителя соединен с отрицательным входом второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом сумматора сигналов яркости и входом сумматора сигналов рассогласования, при этом, выход сумматора сигналов яркости соединен со входом блока логики управления, а выход сумматора сигналов рассогласования соединен со входом мультиплексора, адресные входы которого соединены с выходами сигналов адреса фотодатчиков блока логики управления и входами расширителя шины интерфейса IC, с выходов которого сигналы управления передаются от расширителя шины интерфейса IC к блоку логики управления, а с выходов блока логики управления сигналы состояния передаются к расширителю шины интерфейса IC, выходы блока ручного выбора режима работы соединены со входами блока логики управления, а входы индикаторов с выходами блока логики управления, контроллер шиной связи IC соединен с расширителем шины интерфейса IC и цифровыми входами операционных усилителей с регулируемым коэффициентом усиления, кроме того, внешний фотоприемник каждого из фотодатчиков имеет фоточувствительную поверхность диаметром не менее годового изменения радиуса проекции изображения Солнца на блоке фотодатчиков.
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в увеличении времени, используемого непосредственно для проведения наблюдательного эксперимента за параметрами Солнца.
2
2
Заявляемое устройство поясняется блок-схемой, представленной на фиг. 1, где: 1 - первый фотодатчик; 2 - второй фотодатчик; 3 - третий фотодатчик; 4 - четвертый фотодатчик; 5 - блок фотодатчиков; 6 - внешний фотоприемник; 7 - внутренний фотоприемник; 8 - изображение Солнца; 9 - тень конструктивных элементов телескопа; 10 - первый логарифмический усилитель; 11 - второй логарифмический усилитель, 12 - первый операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления; 13 - второй операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, 14 - канал преобразования фототока в напряжение и усиления четвертого фотодатчика; 15 - канал преобразования фототока в напряжение и усиления первого фотодатчика; 16 - канал преобразования фототока в напряжение и усиления второго фотодатчика; 17 - канал преобразования фототока в напряжение и усиления третьего фотодатчика; 18 - сумматор сигналов яркости; 19 - сумматор сигналов рассогласования; 20 - сигналы рассогласования; 21 - мультиплексор; 22 - блок ручного выбора режима работы; 23 - блок индикаторов; 24 - сигналы яркости; 25 - сигнал рассогласования α; 26 - сигнал рассогласования δ; 27 - контроллер; 28 - канал связи ETHERNET; 29 - блок логики управления; 30 - шина связи IC; 31 - шина сигналов адреса фотодатчиков; 32 - расширитель шины интерфейса IC; 33 - сигнал управления; 34 - шина сигналов состояния; 35 - источник опорного тока.
min
max
На фиг. 2 представлена схема смещения центра проекции изображения Солнца в течение года при «захвате» Солнца первым фотодатчиком и четвертым фотодатчиком, где 1 - первый фотодатчик; 2 - второй фотодатчик; 3 - третий фотодатчик; 4 - четвертый фотодатчик; 6 - внешний фотоприемник; 7 - внутренний фотоприемник; 36 - край изображения Солнца при его минимальном диаметре Ds; 37 - край изображения Солнца при его текущем диаметре Ds; 38 - край изображения Солнца при его максимальном диаметре Ds.
min
max
max
min
max
min
На фиг. 3 представлен четвертый фотодатчик блока фотодатчиков 5, где: 4 - четвертый фотодатчик; 6 - внешний фотоприемник; 7 - внутренний фотоприемник; 36 - край изображения Солнца при его минимальном диаметре Ds; 37 - край изображения Солнца при его текущем диаметре Ds; 38 - край изображения Солнца при его максимальном диаметре Ds; 39 - диафрагма внешнего фотоприемника 6; 40 - освещенная площадка поверхности фоточувствительного слоя внешнего фотоприемника при максимальном диаметре изображения Солнца Ds; 41 - освещенная площадка поверхности фоточувствительного слоя внешнего фотоприемника 6 при минимальном диаметре изображения Солнца Ds; 42 - диафрагма внутреннего фотоприемника 7; 43 - разность максимального и минимального радиусов изображения Солнца ΔR=(Ds-Ds)/2.
ins
ext
ref
2
Заявляемое устройство работает следующим образом (фиг. 1): токовые сигналы от блока фотодатчиков 5, освещаемого изображением Солнца 8, и состоящего из первого фотодатчика 1, второго фотодатчика 2, третьего фотодатчика 3 и четвертого фотодатчика 4, которые в свою очередь состоят из внешнего фотоприемника 6 и внутреннего фотоприемника 7, поступают в канал преобразования фототоков в напряжение и усиления четвертого фотодатчика 14, канал преобразования фототоков в напряжение и усиления первого фотодатчика 15, канал преобразования фототоков в напряжение и усиления второго фотодатчика 16, канал преобразования фототоков в напряжение и усиления третьего фотодатчика 17, каждый из которых состоит из первого логарифмического усилителя 10, выполняющего роль преобразователя фототока в напряжение от внутреннего фотоприемника 7 и второго логарифмического усилителя 11, выполняющего роль преобразователя фототока в напряжение от внешнего фотоприемника 6, причем фототоки от фотоприемников внутреннего 7 (I) и внешнего 6 (I), подаются, соответственно, на отрицательные входы первого логарифмического усилителя 10 и второго логарифмического усилителя 11, а на положительные входы первого логарифмического усилителя 10 и второго логарифмического усилителя 11 - опорный ток (I) от источника 35 и после преобразования разности их логарифмов в напряжение поступают на отрицательные входы первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 и второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13, коэффициенты усиления которых устанавливаются по заданию от ПКО, путем передачи их в контроллер 27 по каналу связи ETHERNET 28 и далее от контроллера 27 по шине связи IC 30 в первый операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 12 и второй операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 13.
2
3
1
Сигналы с выходов первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 и второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13 поступают на входы сумматоров яркости 18 и сумматоров сигналов рассогласования 19, причем сигналы рассогласования в разных каналах фазированы так, что при освещении любой пары фотодатчиков X, Y двигатели приводов вращались бы в сторону смещения центра изображения Солнца C, C к центру окружности C, на которой расположены фотодатчики (фиг. 2). В заявляемом устройстве, внешний фотоприемник 6 имеет освещаемую светочувствительную площадку размерами, определяемыми диафрагмой 39 внешнего фотоприемника 6, имеющей длину (Н) не менее годового изменения радиуса изображения Солнца ΔR и ширину D, равную диаметру диафрагмы внутреннего фотоприемника 42. При «захвате» изображения Солнца напряжения рассогласования на выходах каналов преобразования фототоков внешнего фотоприемника 6 и внутреннего фотоприемника 7 равны, т.е. должно выполняться равенство:
где,
ext
K - коэффициент усиления первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 внешнего фотоприемника 6;
ins
K - коэффициент усиления второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13 внутреннего фотоприемника 7;
ref
I [мкА] - опорный ток источника опорного тока 35 на положительных входах первого логарифмического усилителя 10 и второго логарифмического усилителя 11;
ext
ext
ext
ext max
I=S×(µ/S)×E [мкА] - ток внешнего фотоприемника 6 на отрицательном входе первого логарифмического усилителя 10;
ins
ins
ins
ins max
I=S×(µ/S)×E [мкА], - ток внутреннего фотоприемника 7 на отрицательном входе второго логарифмического усилителя 11, где:
Е [лк] - освещенность проекции изображения Солнца 8;
ext
t
2
S=h×D [мм] (фиг. 3) - площадь освещенной части фоточувствительного слоя внешнего фотоприемника 6, где:
D [мм] - ширина диафрагмы 39 внешнего фотоприемника 6, равная диаметру диафрагмы 42 внутреннего фотоприемника 7;
t
min
h=h+Δh [мм] - текущая длина освещенного участка диафрагмы 39 внешнего фотоприемника 6, где:
min
min
h [мм] - минимальная длина освещенного участка диафрагмы 39 внешнего фотоприемника 6 при минимальном диаметре Солнца 36 (Ds);
max
min
Δh=n(Ds-Ds)/N [мм] - увеличение длины освещенного участка диафрагмы 39 внешнего фотоприемника 6 за счет изменения диаметра Солнца в день наблюдений, где:
max
Ds [мм] - максимальный диаметр изображения Солнца 38;
min
Ds [мм] - минимальный диаметр изображения Солнца 36;
N=0÷365 - количество дней в году;
n=0÷183 - номер дня наблюдения;
ext
µ, [мкА/лк] - интегральная чувствительность внешнего фотоприемника 6;
ins
µ [мкА/лк] - интегральная чувствительность внутреннего фотоприемника 7;
ext max
2
S [мм] - максимальная площадь светочувствительного слоя внешнего фотоприемника 6;
ins max
2
S [мм] - максимальная площадь светочувствительного слоя внутреннего фотоприемника 7;
ins
2
S [мм] - площадь диафрагмы 42 внутреннего фотоприемника 7 (она всегда равна освещенной площади в состоянии «захват»).
ext
ins
Окончательная формула для вычисления коэффициента усиления K первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 внешнего фотоприемника 6 при постоянном коэффициенте усиления K второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13 внутреннего фотоприемника 7 будет:
В этом уравнении величина освещенности определяется как:
s
E=k E, где,
k - коэффициент, учитывающий ослабление освещенности в оптической системе телескопа (отражение от поверхностей зеркала, объектива, иллюминаторов, фильтров, поглощение в стекле объектива, иллюминаторов и фильтров).
s
5
E=10 лк - освещенность поверхности Земли Солнцем при безоблачном небе;
ext
ins
ext
ins
По формуле (2) составляется таблица вычисленных коэффициентов усиления K и K на все дни года. Программа ПКО в начале каждого дня наблюдений устанавливает коэффициенты усиления первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 и второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13 согласно этой таблице. Следует заметить, что значения K и K, вычисленные по формуле (2) приблизительны, т.к. не учитывают посторонних засветок, возникающих при освещении фотодиодов, за счет дифракции света на краях диафрагм, преломления света в защитном стекле фотоприемников и не одинаковой чувствительности фотоприемников. Эти факторы необходимо учесть при калибровке каналов.
2
2
2
2
2
2
2
2
В заявляемом устройстве каждый фотоприемник имеет свой канал преобразования фототока и усиления, состоящий из первого логарифмического усилителя 10, первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 для внешнего фотоприемника 6 и второго логарифмического усилителя 11, второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13 для внутреннего фотоприемника 7. Это дает возможность, во-первых - автоматизировать решение задачи выбора не виньетированных фотодатчиков, во-вторых - с помощью программной регулировки коэффициента усиления в каналах преобразования фототока и усиления четвертого фотодатчика 14, каналах преобразования фототока в напряжение и усиления первого фотодатчика 15, каналах преобразования фототока в напряжение и усиления второго фотодатчика 16, каналах преобразования фототока в напряжение и усиления третьего фотодатчика 17 выполнить «захват» при годовом изменении диаметра изображения Солнца без смещения его центра в автоматическом режиме. Для этого, преобразованные сигналы фотоприемников с выходов первого операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 12 и второго операционного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 13 поступают на входы сумматоров яркости 18, которые формируют сигналы яркости 24 при уровне освещенности фотоприемников первого фотодатчика 1, второго фотодатчика 2, третьего фотодатчика 3, четвертого фотодатчика 4, необходимом для нормальной работы системы слежения, а с помощью сигналов яркости 24, поступающих в блок логики управления 29, определяется, какие фотодатчики в данный момент освещены. Следует отметить, что кроме равенства нулю сигналов рассогласования X, Y необходимым условием для «захвата» является освещение Солнцем хотя бы двух фотодатчиков, одного по координате X другого - по координате Y. На фиг. 1 показан пример виньетирования второго фотодатчика 2 тенью конструктивных элементов телескопа 9, а именно диагонального зеркала телескопа. Из трех освещенных в данный момент фотодатчиков 1, 3 и 4 блок логики управления 29 выберет одну из пар фотодатчиков 1, 4 или 3, 4 и передаст код этой пары по шине сигналов адреса фотодатчиков 31 в мультиплексор 21, на аналоговые входы которого поступают сигналы рассогласования 20 от сумматоров сигналов рассогласования 19, полярность которых определяет направление движения изображения объекта слежения. Сигналы рассогласования α 25 и δ 26 от выбранной пары фотодатчиков из мультиплексора 21 поступают в приводы главного зеркала телескопа для устранения возникшего рассогласования и в контроллер 27 для дальнейшей передачи их по каналу связи ETHERNET 28 в ПКО для его анализа и выработки сигнала «Захват». Сигналы управления 33 от ПКО по каналу связи ETHERNET 28 передаются в контроллер 27 и далее по шине связи IC 30 через расширитель шины интерфейса IC 32 в блок логики управления 29, который устанавливает режим работы устройства - «Автоматический» или «Ручной» и в случае автоматического режима выбирает одну из пар освещенных фотодатчиков путем передачи адреса этой пары, выбранных фотодатчиков, по шине сигналов адреса фотодатчика 31 в мультиплексор 21, выдает об этом информацию на блок индикаторов 23 и в ПКО по шине сигналов адреса фотодатчиков 31, через расширитель шины интерфейса IC 32, шину связи IC 30, контроллер 27 и канал связи ETHERNET 28. Сигналы состояния устройства передаются по шине сигналов состояния 34 в расширитель шины интерфейса IC 32, далее в контроллер 27 по шине связи IC 30 и читаются оттуда ПКО. При работе устройства в автономном режиме выбор пары фотодатчиков и режима работы «Ручной» или «Автоматический» осуществляет оператор с помощью блока ручного выбора режима работы 22, сигналы от которого дешифрируются блоком логики управления 29, поступают на блок индикаторов 23 и по шине сигналов адреса фотодатчика 31 в мультиплексор 21 и в расширитель шины интерфейса IC 32 для передачи по каналу связи ETHERNET 28 в ПКО через контроллер 27 по шине связи IC 30.
Таким образом, после заведения Солнца в трубу телескопа и освещения хотя бы одного фотодатчика заявляемое устройство позволяет полностью автоматизировать дальнейший процесс слежения за объектом и не требует вмешательства оператора в выбор освещенных пар фотодатчиков в случае виньетирования любого из фотодатчиков конструктивными элементами телескопа и регулировки их положения на блоке фотодатчиков при годовом изменении угловых размеров Солнца.
Технические характеристики фотоэлектрического устройства для слежения за Солнцем были определены требованиями автоматизации наблюдений при модернизации Большого солнечного вакуумного телескопа (БСВТ) Байкальской астрофизической обсерватории (БАО) В результате по заказу Института солнечной и земной физики СО РАН (г. Иркутск) был спроектировано и испытано в работе на БСВТ (г. Листвянка) устройство слежения со следующими техническими характеристиками:
1
- содержит в своем составе четыре фотодатчика положения Солнца (фиг. 3), каждый из которых состоит из двух фотоприемников - внешнего 6 и внутреннего 7, установленных и включенных парами на печатной плате, расположенной в корпусе фотодатчика 4. Фотоприемники, каждый из которых закрыт диафрагмами, расположены друг под другом на вертикальной оси фотодатчика, а фотодатчики расположены на фотогиде координатометра по окружности, с диаметром, равном минимальному диаметру изображения диска Солнца и центром, совпадающим с центром изображения диска Солнца C, друг за другом, причем их вертикальные оси расположены под углом 90° относительно друг друга, как показано на фиг. 2;
- производит преобразование аналоговых сигналов от фотодатчиков положения края изображения диска Солнца в управляющие сигналы для двигателей α и δ главного зеркала телескопа или двигателей X и Y координатометра путем вычисления разностного сигнала освещенности фотоприемников;
- обеспечивает удержание на входном зрачке регистратора исследуемой области Солнца и сканирование участка солнечного диска;
- обеспечивает автоматическое удержание центра изображения Солнца в центре окружности расположения фотодатчиков при годовом изменении углового размера Солнца;
- обеспечивает автоматический «захват Солнца» после заведения Солнца в трубу телескопа и при виньетировании любого из четырех фотодатчиков;
- позволяет работать в автоматизированном и ручном режиме управления системой гидирования телескопа в процессе астрофизических наблюдений Солнца, а также при наладочных и юстировочных работах;
- обеспечивает оператору возможность выбора активных фотодатчиков и их индикацию при виньетировании одного из фотодатчиков, как при ручной работе от устройства, так и под управлением ПКО;
- обеспечивает задание и индикацию выбранного оператором режима работы системы слежения (ручной режим и автоматический), как при задании от устройства, так и под управлением ПКО;
- обеспечивает работоспособность системы слежения во всем диапазоне яркости Солнца (отсутствие Солнца - полное полуденное освещение) - до семи порядков;
- обеспечивает возможность калибровки сигналов рассогласования, поступающих с фотоприемников в ручном режиме, например, по осциллографу;
- обеспечивает точность гидирования 0,5÷1 угловых секунды;
- разрядность АЦП анализатора рассогласования - не менее 10 двоичных разрядов;
- максимальная задержка в тракте слежения (от момента возникновения рассогласования до начала перемещения зеркала с целью его устранения) - не более 1 мс;
- программное обеспечение позволяет вести архивы данных калибровки измерительного тракта, с целью их использования в будущем при автоматическом режиме работы от ПКО;
- обеспечивает функционирование подсистемы слежения, находящейся вне отапливаемых помещений, при температурах от минус 30°C до плюс 30°C, а также работоспособность после длительного пребывания в отключенном состоянии при температурах от минус 45°C до плюс 30°C.
Преимуществом заявляемой полезной модели является так же возможность решения новых задач, где требуется получать длительные серии спектрограмм для заданной области изображения Солнца.