Устройство для измерения резонансной и антирезонансной частот пьезокерамических резонаторов

 

Использование: изобретение относится к электрическим измерениям. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей с одновременным повышением точности измерения резонансной и антирезонансной частот резонаторов. Сущность изобретения: устройство содержит эмиттерный повторитель 3, четырехполюсник 4 с испытуемым резонатором, усилитель 1, транзисторный фазовращатель 2, фаза которого регулируется с помощью переменного сопротивления, включенного в цепь коллектор-эмиттер транзистора, линейность фазовой характеристики всей петли генерации в диапазоне частот обеспечивается RC-цепями фазовращателя. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения резонансной и антирезонансной частот пьезокерамических резонаторов и может быть использовано для определения частот пьезокерамических элементов и изделий.

Известно устройство для измерения параметров кварцевых резонаторов по авторскому свидетельству СССР N 1004918, кл. G 01 R 29/22, 1983, содержащее управляемый автогенератор, измерительный четырехполюсник с измеряемым резонатором, систему фазовой автоподстройки частоты, двухвходовой аттенюатор-сумматор, коммутатор.

Недостатком этого устройства является сложное схемное решение, необходим дорогостоящий фазометр; требуется много времени измерения, ввиду крайне узкой области настройки высокодобротного резонатора необходима точная калибровка.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому эффекту к предлагаемому изобретению является устройство для измерения резонансной и антирезонансной частот пьезокерамических элементов по авт. св. СССР N 883773, кл. G 01 R 29/00, 1981, содержащее автогенератор, фазокорректирующую переменную цепь, компенсирующую реактивность выхода генератора, эмиттерный повторитель. четырехполюсник с пьезокерамическим элементом и фазокорректирующую переменную RC-цепь, компенсирующую реактивность входа автогенератора.

Недостаток данного устройства заключается в том, что не обеспечивается в широком диапазоне частот коррекция фазового сдвига генератора, т. е. не обеспечивается линейность фазовой характеристики относительно входной частоты и не учитывается сдвиг фаз включения измерительного четырехполюсника в петле генерации, что не обеспечивает достоверность результатов измерения, возможна только установка режима генерации на частоте, близкой к нулевому сдвигу фазы между током и напряжением резонатора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном повышении точности.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения резонансной и антирезонансной частот пьезокерамических резонаторов, содержащее усилитель, эмиттерный повторитель выходом через четырехполюсник с исследуемым пьезокерамическим резонатором электрически связан с входом усилителя, в него введен транзисторный фазовращатель, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входу эмиттерного повторителя.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит усилитель 1, транзисторный фазовращатель 2, эмиттерный повторитель 3 и четырехполюсник с исследуемым пьезокерамическим резонатором 4.

Устройство работает следующим образом.

После окончания переходных процессов при подключении испытуемого резонатора сигнал, циркулирующий по петле генерации: эмиттерный повторитель 3, четырехполюсник с используемым резонатором 4, усилитель 1, фазовращатель 2, частота которого совпадает с резонансной частотой при включении резонатора в продольную ветвь четырехполюсника 4 или с антирезонансной частотой резонатора при его включении в поперечную ветвь четырехполюсника 4, а точность совпадения частоты зависит от сдвига фаз всей петли генерации.

Эффективность устройства заключается в том, что в результате введения в устройство транзисторного фазовращателя с электрическим способом управления фазой с помощью переменного сопротивления можно получить идеальный сдвиг фазы генерации ( ϕ = 0 или ϕ = 360^о), обеспечивающий линейность фазовой характеристики всей петли генерации в широком диапазоне частот, при этом обеспечивается определение частот с легкостью, присущей способу генерации, и точностью, присущей способу передачи.

Кроме того, в результате изменения фазового сдвига фазовращателя можно получить режим генерации на частотах ниже и выше частот резонанса или антирезонанса, т. е. кроме частоты, при которой сдвиг фаз между током и напряжением на резонаторе равняется нулю, может быть произвольно установлена частота генерации, при которой на резонаторе между током и напряжением возникает сдвиг фаз определенного знака, что позволяет проводить калибровку генератора с другими способами возбуждения резонатора.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ И АНТИРЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ, содержащее усилитель, эмиттерный повторитель, выход которого через четырехполюсник с исследуемым пьезокерамическим резонатором связан с входом усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повышении точности, в него введен транзисторный фазовращатель, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входу эмиттерного повторителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1