JPH06350339A - デジタル温度補償型圧電発振器 - Google Patents

デジタル温度補償型圧電発振器

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JPH06350339A
JPH06350339A JP14106493A JP14106493A JPH06350339A JP H06350339 A JPH06350339 A JP H06350339A JP 14106493 A JP14106493 A JP 14106493A JP 14106493 A JP14106493 A JP 14106493A JP H06350339 A JPH06350339 A JP H06350339A
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JP
Japan
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temperature
digital
piezoelectric oscillator
analog
voltage
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Pending
Application number
JP14106493A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Iwamoto
広之 岩本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH06350339A publication Critical patent/JPH06350339A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】発振器の周囲温度が急激に変化したときにも、
安定した温度補償をかけることができる。 【構成】周囲温度を温度センサ1により検出し、アナロ
グ出力をアナログ−デジタル変換器2によってデジタル
コードに変換してCPU3を通してメモリ4に入力す
る。CPU3では、このデジタルコードから電圧制御圧
電発振器6内の圧電発振素子7の温度を、メモリ4にあ
らかじめ記憶させておいたプログラムおよび定数により
シュミットの図式解法を使用して計算する。算出した圧
電発振素子7の周囲温度の温度データが前回算出した温
度データと異なる場合には、算出した温度データとメモ
リ4にあらかじめ記憶させておいた電圧制御圧電発振器
6の周波数温度特性を補償するためのプログラムおよび
定数からCPU3によって補償データを作成し、この補
償データをデジタル−アナログ変換器5に送り、アナロ
グ電圧に変換して電圧制御圧電発振器6の温度補償制御
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル温度補償型圧電
発振器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は一般的なデジタル温度補償型圧電
発振器の一例のブロック図、図4は従来のデジタル温度
補償型圧電発振器の温度補償方法の流れ図、図5は図1
におけるデジタル温度補償型圧電発振器における温度補
償前後の周波数−周囲温度特性を示す図である。
【0003】図1を参照すると、このデジタル温度補償
型圧電発振器は温度センサ1と、温度センサ1のアナロ
グ出力をデジタルコード化するアナログ−デジタル変換
器2と、アナログ−デジタル変換器2の出力デジタルコ
ードを入力するマイクロコンピュータ(CPU)3と、
電圧制御圧電発振器6の周波数−温度特性をあらかじめ
記憶させておくメモリ4と、CPU3からの出力デジタ
ルコードをアナログ電圧に変換するデジタル−アナログ
変換器5と、デジタル−アナログ変換器5からの出力電
圧によって制御される電圧制御圧電発振器6とから構成
されている。
【0004】次に、この従来例の動作について図1およ
び図4を併用して説明する。
【0005】温度センサ1が周囲温度を感知してアナロ
グ値をアナログ−デジタル変換器2に出力する(ステッ
プ41)と、アナログ−デジタル変換器2はこのアナロ
グ値をデジタルコードに変換し(ステップ42)、CP
U3を通してメモリ4に入力する。CPU3はメモリ4
にあらかじめ記憶されている電圧制御圧電発振器6の周
波数−温度特性を読み出しこれを補償するためのプログ
ラムおよび定数から温度センサ1の検出温度の補償デー
タを作成して(ステップ43)計算結果のデジタルコー
ド出力をデジタル−アナログ変換器5に入力する。そし
て、デジタル−アナログ変換器5はこのデジタルコード
をアナログ電圧に変換して(ステップ44)電圧制御圧
電発振器6に供給することにより温度補償が行われる
(ステップ45)。
【0006】このような構成を採ることにより、図5に
示す補償前の周波数−温度特性Aを補償して安定な補償
後の周波数−温度特性Bを得ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のデジタル温度補償型圧電発振器では、急激な温度変
化が生じたときには、温度センサが感知した温度と実際
の電圧制御型圧電発振器内の圧電発振素子の周囲温度と
には差が生じるため、正確な温度補償が行われないとい
う問題点があった。
【0008】したがって、本発明の目的は、圧電発振素
子と温度センサとを囲む一面が開放された断熱材製の筺
体の奥に圧電発振素子を配置するとともに開放面側に温
度センサを配置し、周囲温度が変化したときに温度セン
サの検出温度から圧電発振素子の温度を計算し、この計
算した温度に対応した温度補償を行うことにより、発振
器の周囲温度が急激に変化したときにも、安定した温度
補償をかけることができるデジタル温度補償型圧電発振
器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、温度セ
ンサのアナログ出力をデジタルコード化するアナログ−
デジタル変換器と、このアナログ−デジタル変換器の出
力デジタルコードを入力するマイクロコンピュータと、
電圧制御圧電発振器の周波数−温度特性をあらかじめ記
憶させておくメモリと、前記マイクロコンピュータから
の出力デジタルコードをアナログ電圧に変換するデジタ
ル−アナログ変換器と、このデジタル−アナログ変換器
からの出力電圧によって制御される前記電圧制御圧電発
振器とから構成されるデジタル温度補償型圧電発振器に
おいて、前記電圧制御圧電発振器内の圧電発振素子から
の熱が前記温度センサへ向かう流熱構造とし、前記マイ
クロコンピュータは前記デジタル温度補償型圧電発振器
の周囲温度が変化したときに前記温度センサの検出温度
から前記圧電発振素子の温度を計算し、この計算した温
度に対応した温度補償を行うことを特徴とするデジタル
温度補償型圧電発振器が得られる。
【0010】また、前記流熱構造は、前記圧電発振素子
と前記温度センサとを囲む一面が開放された断熱材製の
筺体の奥に前記圧電発振素子を配置するとともに前記開
放面側に前記温度センサを配置したものであることを特
徴とするデジタル温度補償型圧電発振器が得られる。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図2は本発明のデジタル温度補償型圧電発振器の一
実施例における流熱構造および補償温度の計算手順を説
明する図、図3は本発明のデジタル温度補償型圧電発振
器の一実施例における温度補償方法の流れ図である。
【0012】この実施例のデジタル温度補償型圧電発振
器は、従来の技術で図1の説明をしたように、温度セン
サ1と、温度センサ1のアナログ出力をデジタルコード
化するアナログ−デジタル変換器2と、アナログ−デジ
タル変換器2の出力デジタルコードを入力するCPU3
と、電圧制御圧電発振器6の周波数−温度特性をあらか
じめ記憶させておくメモリ4と、CPU3からの出力デ
ジタルコードをアナログ電圧に変換するデジタル−アナ
ログ変換器5と、デジタル−アナログ変換器5からの出
力電圧によって制御される電圧制御圧電発振器6とから
構成されている。
【0013】本実施例では、図2に示す流熱構造を有し
ている。すなわち、圧電発振素子7と温度センサ1とを
断熱材製の六面体の筺体で囲み、この六面体の筺体は一
面が開放されており、筺体の奥に圧電発振素子7を配置
するとともに開放面側に温度センサ1を配置している。
なお、上記の筐体は六面体だけでなく円筒体などであっ
てもよい。
【0014】次に、本実施例の動作について図1,図2
および図3を参照して説明する。デジタル温度補償型圧
電発振器の周囲温度を温度センサ1により検出し(ステ
ップ31)、そのアナログ出力をアナログ−デジタル変
換器2によってデジタルコードに変換し(ステップ3
2)、CPU3を通してメモリ4に入力する。CPU3
では、アナログ−デジタル変換器2の出力のデジタルコ
ードから電圧制御圧電発振器6内の圧電発振素子7の温
度を、メモリ4にあらかじめ記憶させておいたプログラ
ムおよび定数により、シュミットの図式解法(参考文
献:一色尚次,北山直方共著、伝熱工学 第6版,pp
26〜29、森北出版株式会社,1988.8.25発
行)の手順を用いて計算する(ステップ33)。
【0015】この計算手順について図2を参照して説明
する。説明を簡単にするため、初期状態として温度セン
サ1と圧電発振素子7の温度は一定であるとする。
【0016】温度センサ1の位置の初期温度T5 が測定
周期Δτ秒後に温度T′5 に変化した場合、このときの
圧電発振素子7の温度を上記シュミットの図式解法の手
順で計算すると、温度センサ1の位置からΔxずつ離れ
た各点の温度T′4 ,T′3,…,T′-1および圧電発
振素子7の周囲温度T′a は、以下に示す式により計算
することができる。 T′4 =(T′5 +T3 )/2 T′3 =(T′4 +T2 )/2 T′2 =(T′3 +T1 )/2 T′1 =(T′2 +T-1)/2 T′0 =Ta +(T′2 −Ta )(Δx/2)/(s+Δx/2) T′-1=Ta +(T′2 −Ta )(Δx)/(s+Δx/2) T′a =T′-1 同様のことを測定周期Δτごとに計算することにより圧
電発振素子7周辺の温度を推定することが可能となる。
【0017】 ここで、d :温度センサ1の位置と温度センサカバ
ー端部までの長さ Δx :=d/(n−1/2) (n=1,
2,…,5) Tx :温度センサ1の位置からΔxごとの位置の初期
温度(x=1,2,…,5) T′x :温度センサ1の位置からΔxごとの位置のΔτ
後の温度 Ta :圧電発振素子7の周囲温度 Δτ :測定周期=(Δx)2 /2a s :=λ/α λ :温度センサカバーの熱伝導率 α :温度センサカバーと圧電発振素子7の周囲気体
との熱伝導率 a :温度センサカバーの熱拡散率=λ/(Cpρ) Cp :温度センサカバーの定圧比熱 ρ :温度センサカバーの密度 とする。
【0018】上述した計算手順により算出した圧電発振
素子7の周囲温度の温度データが前回算出した温度デー
タと同じか否かを調べ(ステップ34)、異なる場合
(NO)は、算出した温度データとメモリ4にあらかじ
め記憶させておいた電圧制御圧電発振器6の周波数温度
特性を補償するためのプログラムおよび定数からCPU
3によって補償データを作成し(ステップ35)、この
補償データをデジタル−アナログ変換器5を送る。
【0019】また、算出した圧電発振素子7の周囲温度
の温度データが前回算出した温度データと同じ場合(ス
テップ34でYES)は、前回作成した補償データをデ
ジタル−アナログ変換器5に送り、ステップ31に戻
る。
【0020】デジタル−アナログ変換器5では、入力さ
れた上記補償データをアナログ電圧に変換して(ステッ
プ36)、電圧制御圧電発振器6の温度補償制御を行う
(ステップ37)。
【0021】本実施例は、上記の温度補償方法を採るこ
とにより、急激な温度変化が生じたときに、温度センサ
1が検出した温度と実際の圧電発振素子7の温度との差
を補正して正確な温度補償を行うことができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、デジタル
温度補償型圧電発振器の周囲温度が急激に変化した場合
に、温度センサが検出した温度と圧電発振素子の温度と
の差を補正して正確な温度補償が行えるので、常に安定
した周波数を得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的なデジタル温度補償型圧電発振器の一例
のブロック図である。
【図2】本発明のデジタル温度補償型圧電発振器の一実
施例における流熱構造および補償温度の計算手順を説明
する図である。
【図3】本発明のデジタル温度補償型圧電発振器の一実
施例における温度補償方法の流れ図である。
【図4】従来のデジタル温度補償型圧電発振器の温度補
償方法の流れ図である。
【図5】従来のデジタル温度補償型圧電発振器における
温度補償前後の周波数−周囲温度特性を示す図である。
【符号の説明】
1 温度センサ 2 アナログ−デジタル変換器 3 マイクロコンピュータ(CPU) 4 メモリ 5 デジタル−アナログ変換器 6 電圧制御圧電発振器 7 圧電発振素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度センサのアナログ出力をデジタルコ
    ード化するアナログ−デジタル変換器と、このアナログ
    −デジタル変換器の出力デジタルコードを入力するマイ
    クロコンピュータと、電圧制御圧電発振器の周波数−温
    度特性をあらかじめ記憶させておくメモリと、前記マイ
    クロコンピュータからの出力デジタルコードをアナログ
    電圧に変換するデジタル−アナログ変換器と、このデジ
    タル−アナログ変換器からの出力電圧によって制御され
    る前記電圧制御圧電発振器とから構成されるデジタル温
    度補償型圧電発振器において、前記電圧制御圧電発振器
    内の圧電発振素子からの熱が前記温度センサへ向かう流
    熱構造とし、前記マイクロコンピュータは前記デジタル
    温度補償型圧電発振器の周囲温度が変化したときに前記
    温度センサの検出温度から前記圧電発振素子の温度を計
    算し、この計算した温度に対応した温度補償を行うこと
    を特徴とするデジタル温度補償型圧電発振器。
  2. 【請求項2】 前記流熱構造は、前記圧電発振素子と前
    記温度センサとを囲む一面が開放された断熱材製の筺体
    の奥に前記圧電発振素子を配置するとともに前記開放面
    側に前記温度センサを配置したものであることを特徴と
    する請求項1記載のデジタル温度補償型圧電発振器。
JP14106493A 1993-06-14 1993-06-14 デジタル温度補償型圧電発振器 Pending JPH06350339A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014230201A (ja) * 2013-05-24 2014-12-08 旭化成エレクトロニクス株式会社 温度制御回路、恒温槽型圧電発振器、および温度制御方法
US10992300B2 (en) 2019-03-26 2021-04-27 Seiko Epson Corporation Oscillator, electronic apparatus, and vehicle
US11063557B2 (en) 2019-03-26 2021-07-13 Seiko Epson Corporation Oscillation circuit, oscillator, electronic apparatus, and vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59190171A (ja) * 1983-04-13 1984-10-27 三菱電機株式会社 エレベ−タの呼び登録装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960723