測定太陽光線相對水平地面傾斜角度的方法
【專利摘要】測定太陽光線相對水平地面傾斜角度的方法涉及物理參數(shù)的測量，技術方案是：一個探測圓盤的中心有光強傳感器，光強傳感器通過傳導線電氣連接到光強顯示裝置，探測圓盤的邊緣有一個水平泡；探測圓盤的下表面連接支架；支架由三個支柱組成，其中一個支柱有上下方向調節(jié)裝置，其中另一個支柱有左右方向調節(jié)裝置；先調節(jié)上下方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，然后調節(jié)左右方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，記錄下此時的光強值Q1；調節(jié)使探測圓盤處于水平，此時記錄光強顯示裝置的光強值Q2，則Q2/Q1=cos2θ，其中θ為太陽光線相對水平地面的傾斜角度。有益效果是：結構簡單，操作簡便。
【專利說明】測定太陽光線相對水平地面傾斜角度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及物理參數(shù)的測量，特別是太陽光線相對于水平地面的傾斜角度的測量方法。
【背景技術】
[0002]由于地球要圍繞太陽公轉，地球的軸線相對于公轉軌道所在平面(黃道面)是傾斜的，隨著地球所處位置的改變，太陽光直射點的位置也在發(fā)生變化，在南北回歸線之間移動，在南北回歸線外側的區(qū)域，太陽光線永遠都是斜射狀態(tài)，那么地球水平表面與太陽光線的夾角就是一個動態(tài)變化的物理量，那么怎樣來測定這樣一個參數(shù)呢。
【發(fā)明內容】
[0003]為測量太陽光線相對于水平地面的傾斜角度，本發(fā)明提出一種測量方法。
[0004]本發(fā)明實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術方案是:測定太陽光線相對水平地面傾斜角度的方法，其特征是:一個探測圓盤，探測圓盤的中心是光強傳感器，光強傳感器通過傳導線電氣連接到光強顯示裝置，探測圓盤和光強傳感器處于同一平面并有共同的圓心，探測圓盤的邊緣有一個水平泡；探測圓盤的下表面有兩個溝槽和一個鉸鏈，兩個溝槽均為長方體空腔，兩個溝槽的中心軸線相互垂直，兩個溝槽的中心軸線延長線的交點為探測圓盤下表面的圓心，鉸鏈位于其中一個溝槽中心軸線的延長線上，所述溝槽和鉸鏈位于探測圓盤下表面的圓心的兩側，所述溝槽的下方接觸一個支柱的球形頂部和所述鉸鏈下方鉸鏈另外一個支柱的頂部，這兩個支柱的底部通過連桿連接，兩個支柱和連桿形成一個門字框，所述溝槽的下方接觸的支柱上有上下方向調節(jié)裝置；另一個溝槽的下方接觸第三個支柱的球形頂部，第三個支柱有左右方向調節(jié)裝置，第三個支柱的底部通過連桿連接到門字框底部連桿的中心；先調節(jié)上下方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，然后調節(jié)左右方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，記錄下此時的光強值Ql ;調節(jié)上下方向調節(jié)裝置和左右方向調節(jié)裝置，通過水平泡觀察，使探測圓盤處于水平，此時記錄光強顯示裝置的光強值Q2，則Q2/Q1=COS20，其中Θ為太陽光線相對水平地面的傾斜角度。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:太陽光照射到地面，地面的水平方向(地球表面的切線方向)，由于地球表面并非一個平面(局部球面)，存在高低起伏，所以需要一個水平泡來指示探測圓盤內嵌入的光強傳感器的是否處于水平方向；當光強傳感器的表面與太陽光線垂直時，此時探測到的光強最大，由于三點決定一個平面，所以至少應該調節(jié)兩個點來改變平面的方位，由于有兩個支柱呈現(xiàn)門字型，當其中一個支柱升高或者降低后，探測圓盤發(fā)生傾斜，其下表面接觸的兩個支柱之間的距離必須發(fā)生變大，所以通過一個溝槽來實現(xiàn)，使其中一個支柱的上端位于溝槽中，并能夠在溝槽中滑動，其頂部為球形，有利于減少摩擦；第三個支柱的頂部位于另一個溝槽中，頂部為球形，有利于減少摩擦，調節(jié)支柱的高度，從而改變探測圓盤的方位；支柱的底部通過連桿連接，增強其穩(wěn)定性；結構簡單，操作簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0007]支架由三個支柱組成，其中兩個支柱和底部連桿形成一個門字框，另一個支柱的底部連桿連接到門字框底部連桿的中心；支架的頂部固定一個探測圓盤，探測圓盤的中心是光強傳感器，光強傳感器通過傳導線電氣連接到光強顯示裝置，探測圓盤和光強傳感器處于同一平面并有共同的圓心，探測圓盤的邊緣有一個水平泡；探測圓盤的下表面有兩個溝槽和一個鉸鏈，兩個溝槽均為長方體空腔，兩個溝槽的軸線相互垂直，兩個溝槽的軸線延長線的交點為探測圓盤下表面的圓心，鉸鏈位于其中一個溝槽軸線的延長線上，所述溝槽和鉸鏈位于探測圓盤下表面的圓心的兩側，門字框的其中一個支柱頂部(球面接觸，減少摩擦)位于溝槽中，能夠在溝槽中滑動，所述支柱有上下方向調節(jié)裝置，門字框的另一個支柱上端連接到鉸鏈；探測圓盤下方的另一個溝槽接觸剩余的一個支柱(或者稱為第三個)的頂部(球面接觸，減少摩擦)，支柱有左右方向調節(jié)裝置；先調節(jié)上下方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，然后調節(jié)左右方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，記錄下此時的光強值Ql ;調節(jié)上下方向調節(jié)裝置和左右方向調節(jié)裝置，通過水平泡觀察，使探測圓盤處于水平，此時記錄光強顯示裝置的光強值Q2，則Q2/Q1=COS20，其中Θ為太陽光線相對水平地面的傾斜角度。
[0008]太陽光直射到光強傳感器時光矢量最大，當太陽光傾斜Θ角度后射到光強傳感器時，其光矢量分量為COS Θ，光強與光矢量振幅的平方成正比，因此光強變化為COS2 Θ倍。
【權利要求】
1.測定太陽光線相對水平地面傾斜角度的方法，其特征是:一個探測圓盤，探測圓盤的中心是光強傳感器，光強傳感器通過傳導線電氣連接到光強顯示裝置，探測圓盤和光強傳感器處于同一平面并有共同的圓心，探測圓盤的邊緣有一個水平泡；探測圓盤的下表面有兩個溝槽和一個鉸鏈，兩個溝槽均為長方體空腔，兩個溝槽的中心軸線相互垂直，兩個溝槽的中心軸線延長線的交點為探測圓盤下表面的圓心，鉸鏈位于其中一個溝槽中心軸線的延長線上，所述溝槽和鉸鏈位于探測圓盤下表面的圓心的兩側，所述溝槽的下方接觸一個支柱的球形頂部和所述鉸鏈下方鉸鏈另外一個支柱的頂部，這兩個支柱的底部通過連桿連接，兩個支柱和連桿形成一個門字框，所述溝槽的下方接觸的支柱上有上下方向調節(jié)裝置；另一個溝槽的下方接觸第三個支柱的球形頂部，第三個支柱有左右方向調節(jié)裝置，第三個支柱的底部通過連桿連接到門字框底部連桿的中心；先調節(jié)上下方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，然后調節(jié)左右方向調節(jié)裝置，使光強顯示裝置顯示的光強值為最大，記錄下此時的光強值Ql ;調節(jié)上下方向調節(jié)裝置和左右方向調節(jié)裝置，通過水平泡觀察，使探測圓盤處于水平，此時記錄光強顯示裝置的光強值Q2，則Q2/Q1=COS20，其中Θ為太陽光線相對水平地面的傾斜角度。
【文檔編號】G01C1/00GK104280012SQ201410584673
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】胡再國, 雍志華, 羅明蓉, 鄒旭敏, 饒大慶, 穆萬軍, 梁雅庭, 劉石丹, 何原, 于白茹, 田野中, 朱俊, 李偉 申請人:四川大學