CN102402182B - 一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，属于原子频标技术研究领域。所述方法为在铷原子钟物理部分设计添加2个调试零件，并通过调整2个调试零件的参数来调整温度系数；步骤一，选择初始参数；步骤二，初测物理部分的温度系数；步骤三，根据温度系数的数值确定温度系数调整选用的措施；步骤四，在新要素参数状态下测物理部分的温度系数；步骤五，根据温度系数的数值确定温度系数调整选用的措施；步骤六，在新要素参数状态下测物理部分的温度系数。该方法对物理部分温度系数调整的方法进行改进，设计新的温度系数调整手段，能够确定调整参数和调整方向，改善物理部分的温度系数，提高物理部分的成品率。

Description

一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法

技术领域

本发明涉及一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，属于原子频标技术研究领域。

背景技术

铷原子钟物理部分的温度系数是影响铷原子钟频率稳定度指标的关键因素，物理部分温度系数的调整优化是铷原子钟物理部分研制过程中的核心环节，影响到铷原子钟物理部分研制的成败。目前物理部分温度系数调整的主要问题是：调整措施主要依靠铷灯组件匹配调整方法、调整不确定度大、调整范围小，导致物理部分成品率低。通过采用本专利所述的温度系数调整方法，可以将温度系数调整的范围扩大到3X10^-12/℃，并且使调整的方向性更明确，可以提高物理部分的成品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，该方法对物理部分温度系数调整的方法进行改进，设计新的温度系数调整手段，能够确定调整参数和调整方向，改善物理部分的温度系数，提高物理部分的成品率。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，所述方法为在铷原子钟物理部分设计添加2个调试零件，并通过调整2个调试零件的参数来调整温度系数；

所述2个调试零件为螺钉和垫片，其中，垫片中间带有圆孔，位于铷灯固定板与物理部分底盖之间，螺钉连接铷灯固定板与物理部分底盖，并穿过垫片中间的圆孔；

所述方法具体为通过调整螺钉材料、螺钉力矩、垫片材料、垫片直径、垫片厚度5个要素的规格，根据设定的温度系数来调整实际工作要求的温度系数。

有益效果

(1)本发明的一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，在铷灯固定板与物理部分泵体底盖间采用调节螺钉连接方式和垫片接触方式，通过选择不同导热率的螺钉材料、调整螺钉力矩、垫片材料、垫片面积、垫片厚度的方法控制铷灯座固定板向外壳盖板的导热量，进而调整铷原子钟物理部分的温度系数；能够有效改善地铷原子钟物理部分的温度系数，提高物理部分的成品率，从而对于提高铷原子钟的成品率具有积极的意义。

(2)本发明的一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，采用温度系数调整螺钉和垫片，不仅使温度系数调整操作简便，而且拓宽了温度系数的调整范围。

(3)本发明的一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，对于温度系数绝对值小于3X10^-12/℃的物理部分，可以精细选择要素规格参数，将物理部分温度系数绝对值优化到小于1X10^-12/℃，该优化措施(见具体实施方式)对于提高铷原子钟频率稳定度具有积极的意义。

附图说明

图1为铷原子钟物理部分螺钉和垫片结构示意图；

图2为温度系数调整流程图；

其中，1-铷灯固定板，2-物理部分底盖，3-垫片，4-螺钉，5-真空罐底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来详述本发明，但不限于此。

实施例1

一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，所述方法为在铷原子钟物理部分设计添加2个调试零件，并通过调整2个调试零件的参数来调整温度系数。

所述2个调试零件为螺钉4和垫片3，其中，垫片3中间带有圆孔，位于铷灯固定板1与物理部分底盖2之间，螺钉4连接铷灯固定板1与物理部分底盖2，并穿过垫片3中间的圆孔，如图1所示。

所述方法具体为通过调整螺钉材料、螺钉力矩、垫片材料、垫片直径、垫片厚度5个要素的规格来调整温度系数；

例如，表1为温度系数调整要素规格矩阵，包括：螺钉材料2种规格、螺钉力矩2种规格、垫片材料3种规格、垫片直径3种规格、垫片厚度4种规格，该5种要素的各种规格可任意组合，见表1。

表1

表1中温度系数往正向调整的顺序为：B₁→B₂→B₃→B₄，反之，温度系数往负向调整的顺序为：B₄→B₃→B₂→B₁。

表2为5种基本温度系数调整措施，温度系数往正向调整的顺序为：T₂→T₁→T₀→T_-1→T_-2，反之，温度系数往负向调整的顺序为：T_-2→T_-1→T₀→T₁→T₂。

表2

序号

措施代码

螺钉材料

螺钉力矩

垫片材料

垫片直径

垫片厚度

1

T-2

铜

0.8Nm

铜

Φ12mm

0.5mm

2

T-1

铜

0.7Nm

铜

Φ10mm

1.0mm

3

T0

铜

0.7Nm

不锈钢

Φ10mm

1.0mm

4

T1

铜

0.7Nm

聚四氟乙烯

Φ8mm

2.0mm

5

T2

铝

0.7Nm

聚四氟乙烯

Φ8mm

2.0mm

所述方法步骤如下：

步骤一，选择螺钉材料、螺钉力矩、垫片材料、垫片直径、垫片厚度5个要素的初始参数；

步骤二，在真空测试系统初测物理部分的温度系数；

步骤三，根据温度系数的数值确定温度系数调整选用的措施：

a.若测得温度系数绝对值大于3X10^-12/℃，且为正向，选择措施代码T₁，接步骤四；

b.若测得温度系数绝对值大于3X10^-12/℃，且为负向，选择措施代码T_-1，接步骤四

c.若测得温度系数绝对值小于3X10^-12/℃，调整结束；

步骤四，在新选用的措施代码对应的5要素参数状态下再测物理部分的温度系数；

步骤五，根据温度系数的数值确定温度系数调整选用的措施：

a.若测得温度系数绝对值大于3X10^-12/℃，且为正向，选择措施代码T₂，接步骤六；

b.若测得温度系数绝对值大于3X10^-12/℃，且为负向，选择措施代码T_-2，接步骤六；

c.若测得温度系数绝对值小于3X10^-12/℃，调整结束；

步骤六，在步骤五新选用的措施代码对应的5要素参数状态下再测物理部分的温度系数；

a.若温度系数绝对值小于3X10^-12/℃，调整结束；

b.若温度系数绝对值仍然大于3X10^-12/℃，则不在本发明所述方法对物理部分温度系数的调整范围内。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种铷原子钟物理部分温度系数调整的方法，其特征在于：所述方法为在铷原子钟物理部分设计添加2个调试零件，并通过调整2个调试零件的参数来调整温度系数，所述2个调试零件为螺钉（4）和垫片（3），其中，垫片（3）中间带有圆孔，位于铷灯固定板（1）与物理部分底盖（2）之间，螺钉（4）连接铷灯固定板（1）与物理部分底盖（2），并穿过垫片（3）中间的圆孔；

所述方法具体为通过调整螺钉材料、螺钉力矩、垫片材料、垫片直径、垫片厚度5个要素的规格，根据设定的温度系数来调整实际工作要求的温度系数；

设表1为5种基本温度系数调整措施，温度系数往正向调整的顺序为：T₂→T₁→T₀→T_-1→T_-2，反之，温度系数往负向调整的顺序为：T_-2→T_-1→T₀→T₁→T₂；

表1

  序号   措施代码   螺钉材料   螺钉力矩   垫片材料   垫片直径   垫片厚度   1   T_-2   铜   0.8Nm   铜   Φ12mm   0.5mm   2   T_-1   铜   0.7Nm   铜   Φ10mm   1.0mm   3   T₀   铜   0.7Nm   不锈钢   Φ10mm   1.0mm   4   T₁   铜   0.7Nm   聚四氟乙烯   Φ8mm   2.0mm   5   T₂   铝   0.7Nm   聚四氟乙烯   Φ8mm   2.0mm

所述方法步骤如下：

步骤一，选择螺钉材料、螺钉力矩、垫片材料、垫片直径、垫片厚度5个要素的初始参数；

步骤二，在真空测试系统初测物理部分的温度系数；

步骤三，根据温度系数的数值确定温度系数调整选用的措施：

a.若测得温度系数绝对值大于3×10^-12/℃，且为正向，选择措施代码T₁，接步骤四；

b.若测得温度系数绝对值大于3×10^-12/℃，且为负向，选择措施代码T_-1，接步骤四

c.若测得温度系数绝对值小于3×10^-12/℃，调整结束；

步骤四，在新选用的措施代码对应的5要素参数状态下再测物理部分的温度系数；

步骤五，根据温度系数的数值确定温度系数调整选用的措施：

a.若测得温度系数绝对值大于3×10^-12/℃，且为正向，选择措施代码T₂，接步骤六；

b.若测得温度系数绝对值大于3×10^-12/℃，且为负向，选择措施代码T_-2，接步骤六；

c.若测得温度系数绝对值小于3×10^-12/℃，调整结束；

步骤六，在步骤五新选用的措施代码对应的5要素参数状态下再测物理部分的温度系数；

a.若温度系数绝对值小于3×10^-12/℃，调整结束；

b.若温度系数绝对值仍然大于3×10^-12/℃，则不在本发明所述方法对物理部分温度系数的调整范围内。

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