DE487661C - Verfahren zur Wellenmessung mit Hilfe von Quarzkristallen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Wellenmessung mit Hilfe von Quarzkristallen Quarzkristalle werden in den verschiedensten Arten und Schaltweisen zum Zwecke der Messung der Länge hochfrequenter elektrischer Wellen benutzt. In der Praxis hat sich u. a. als sehr zweckmäßig die Ausführungsart von Quarzwellenmessern nach G i e b e bewährt, bei welcher ein Kristall, dem Elektroden gegenüberstehen, im Vakuum oder in einem Edelgase untergebracht ist. Das Kristall ist in beliebiger Weisse an den Sender, dessen Wellenlänge zu messen ist, angekoppelt. Stimmt die Welle des Senders mit der Eigenwelle des Kristalls überein, so tritt auf Grund der piezo-elektrischen Kräfte eine Glimmerscheinung am Quarz auf. Die Wellenmessung fällt um so schärfer aus, je loser die Ankopplung an den Sender erfolgt. Wenn auch die Resonanzkurve des Quarzes eine verhältnismäßig scharfe ist, so ist doch eine gewisse Glimmbreite vorhanden, nämlich innerhalb derjenigen Punkte der Resonanzkurve, innerhalb welcher die Zündspannung vorhanden ist. Es ist klar, daß die Breite der Glimmerscheinung in Abhängigkeit von der Verstimmung um so größer wird, je fester der Quarzresonator an den zu messenden Sender angekoppelt ist. Hierin ist ein gewisser Nachteil zu sehen, wenn es sich darum handelt, besonders genaue Messungen vorzunehmen, wie sie z. B. erforderlich sind, wenn zwei Sender unabhängig voneinander Schwingungen erzeugen und beide Sender für Gleichwellentelephoniebetrieb benutzt werden sollen. Bei solch genauen Messungen macht man auch die Beobachtung, daß die Quarze, wenn sie mit zu großer Amplitude schwingen, infolge der dadurch auftretenden Temperaturänderung ihre Eigenwelle verändern. Schließlich ist es auch noch sehr schwer, ein Quarz so genau abzuschleifen, daß seine Eigenschwingung gerade derjenigen Welle entspricht, welche man haben will. Der Ausfall bei der Herstellung von z. B. zwei Quarzen mit genau gleicher Eigenwelle ist außerordentlich groß, und es gelingt überhaupt kaum, sie ganz genau abzuschleifen. Diese drei Nachteile lassen sich durch die folgende Anordnung beseitigen: Man verwendet zur Wellenmessung nicht ein, sondern zwei Quarze, die in solcher Weise abgeschliffen sind, daß die Sollwelle zwischen ihnen liegt. Die Quarze werden nun jeder für sich an den zu messenden Sender so angekoppelt, daß die Sollwelle gerade an dem Schnittpunkt der Äste der beiden Resonanzkurven liegt, wobei die Ankopplung wiederum gerade so fest vorzunehmen ist, daß in diesem Zustande beide Quarze gerade nicht glimmen. Erstens ist in diesem Zustande die Meßschärfe eigentlich eine beliebig genaue; zweitens, da die Quarze in diesem Zustande nur mit verhältnismäßig kleiner Amplitude schwingen, ist die in Frage kommende Temperaturerhöhung durch das Schwingen sehr gering; drittens kommt es nicht mehr darauf an, daß das Abschleifen der Quarze mit absoluter Genauigkeit erfolgt, da man in gewissen Grenzen Korrekturen für die Messung dadurch vornehmen kann, daß man. den einen Quarz fester ankoppelt als den andern und so den Schnittpunkt der Äste der Resonanzkurve verlegen kann. Schließlich ergibt sich bei. dieser Anordnung noch. ein besonderer Vorteil, der darin besteht, daß, wenn der Sender seine Sollwelle verändert, man sofort erkennt, nach welcher Richturig hin. die Veränderung vor sich gegangen ist - ob die Welle länger oder kürzer geworden ist-, daran nämlich, ob der eine oder der andere Quarz aufzuleichfien beginnt.
• Für das Prinzip der Messung ist es gleichgültig, in welcher Weise die Qüarzresonatoren ausgebildet sind, ob sie in der Giebeschen Art mit Glimmerscheinung arbeiten, öder ob sie in irgendeiner anderen Art, z. B. mit einem Detektor und einem Deprez-Instrument, zusammenwirken oder in einer sonstigen bekannten Weise. Von Wichtigkeit ist es nur, daß zwei Kristalle, von denen der eine eine Eigenwelle hat, die etwas größer ist, der andere eine Eigenwelle hat, die etwas kleiner ist als die zu kontrollierende Welle, so mit einer von der Erregerfrequenz gespeisten Spule gekoppelt werden, daß sich der aufsteigende Ast der. Resonanzkurve des einen Kristalles mit dem absteigenden Ast der Resonanzkurve des anderen Kristalles schneiden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Wellenmessung mit Hilfe von Quarzkristallen, dadurch gekennzeichnet, daß durch zweckmäßige Bemessung der Ankopplung zweier Quarzkristalle mit den von einer Erregerfrequenz gespeisten Kopplungsmitteln die Resonanzkurve der beiden Kristalle zum Überschneiden gebracht werden.