太空中的运行规则截然不同：极端温度、真空环境、宇宙辐射以及长达数十年的服役周期，要求传感器必须具备绝对的可靠性和耐用性。正因如此，基于导电塑料的电位计式角度传感器应运而生。 在太阳能电池阵列和天线对准等高要求的航天应用中，它们已被证明是一种坚固且精确的解决方案——并为卫星和太空探测器的运行做出了低调却至关重要的贡献。
挑战：在极端条件下实现精确定位
无论是像“哨兵”系列这样的地球观测卫星，还是像“贝皮科伦坡”号这样的行星际探测任务，都依赖于大量的太阳能。为此，太阳能电池板必须持续对准太阳。这一任务由专门的太阳能电池板驱动机构（SADM）负责，通信天线的驱动系统也是如此。
为了实现对其的精确控制，可靠且长期稳定的位置检测至关重要。传感器系统必须：
- 能在高真空环境下工作
- 能够承受剧烈的温度变化
- 经受住数十年的储存和使用考验
- 对宇宙射线具有抗性
- 提供精确的绝对测量值
- 占用最小的安装空间
因此，技术的选择对整个任务的功能安全至关重要。
解决方案：Novotechnik的电位计式角度传感器
早期的航天项目曾采用光学编码器，但其敏感组件在太空中需要采取全面的防护措施。因此，航天供应商康斯伯格防务与航空航天公司（Kongsberg Defence & Aerospace）一直在寻找一种更坚固耐用的技术——最终在诺沃技术（Novotechnik）的导电塑料电位器中找到了解决方案。
为什么要在太空中使用电位器？
- 没有半导体，就没有辐射问题
- 具有可直接使用的模拟信号的绝对值编码器
- 耐磨损且长期稳定，即使经过数百万次运动循环
- 不受温度和环境条件的影响
- 与其他高精度技术相比，具有成本效益
- 可完全根据客户需求进行定制
针对航天推进系统，Novotechnik 开发了一款冗余式圆形电位器，该电位器由两个独立的传感器电路组成，从而确保了极高的可靠性。
为太空任务量身定制的设计
这款专用电位器基于久经考验的标准设计，但已完全针对SADM和天线机构的具体要求进行了优化。
结构特征：
- 两个定子和一个转子，均由坚固的FR4复合材料制成
- 冗余架构，用于可靠地对测量信号进行复用
- 内径较大，非常适合穿过电缆或射频导线
- 结构扁平轻巧，非常适合航天级机械装置
- 通过三根导线实现简便的电气连接
- 绝对模拟信号，无需额外电子设备即可直接使用
该传感器系统可提供精确的角度位置数据——无论温度、真空度或辐射环境如何。
在高真空环境下测试成功
在电位计传感器被批准用于实际任务之前，必须经过全面的测试流程。所研发的航天电位计通过了：
- 13 Millionen Zyklen im Hochvakuum < 1 mbar
- 运动角度：平均205°
- 未发现可测量的偏差
- 电阻轨或磨头几乎不会磨损
该传感器不仅满足了所有要求，在某些方面甚至远超预期。即使在发射前长期储存（长达20年），也完全不成问题。
应用于当前及未来的任务
如今，Novotechnik的导塑角传感器已成为众多卫星项目的不可或缺的组成部分。其在太空中的典型使用寿命为10至12年——既可靠又无需维护。在未来任务中，它们也将作为一种精准、坚固且抗辐射的解决方案继续搭载于卫星之上。
