JPS58166229A - 水晶振動子 - Google Patents
水晶振動子Info
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- JPS58166229A JPS58166229A JP4958582A JP4958582A JPS58166229A JP S58166229 A JPS58166229 A JP S58166229A JP 4958582 A JP4958582 A JP 4958582A JP 4958582 A JP4958582 A JP 4958582A JP S58166229 A JPS58166229 A JP S58166229A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
- H03H9/02023—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of quartz
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/32—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using change of resonant frequency of a crystal
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直線状周波数温度特性を示す水晶振動子に関
するものである。
するものである。
従来、水晶振動子の振動周波数が温度により変化するの
を利用、して温度を正確に測定する試みがなされている
。しかし、従来知られているカット角の水晶振動子では
、周波数温度特性が直線的になる温度が狭（、広い温度
範囲に亘る測定をするにはリニアライザーを併用する必
要がある。このため測定器が非常に高価なものになって
しまっていた。
を利用、して温度を正確に測定する試みがなされている
。しかし、従来知られているカット角の水晶振動子では
、周波数温度特性が直線的になる温度が狭（、広い温度
範囲に亘る測定をするにはリニアライザーを併用する必
要がある。このため測定器が非常に高価なものになって
しまっていた。
従来技術による水晶振動子において、周波数温度特性に
直線性を持たせる目的で製造された水晶振動子はＬＣカ
ット水晶振動子である。
直線性を持たせる目的で製造された水晶振動子はＬＣカ
ット水晶振動子である。
第１図は水晶片の切出し角を説明する為の図でＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸はそれぞれ水晶の電気軸、機械軸、光軸である
。ＬＣカットは二重回転水晶振動子であり、振動片は、
Ｙ軸に直交する水晶片（Ｙ板といわれている）を、Ｚ軸
を回転軸として反時計方向にφ＝ １１．１７°回転し
、さらに新しくできたＸ′軸を回転軸として反時計方向
にθ＝９．３９°回転して得られる。
軸、Ｚ軸はそれぞれ水晶の電気軸、機械軸、光軸である
。ＬＣカットは二重回転水晶振動子であり、振動片は、
Ｙ軸に直交する水晶片（Ｙ板といわれている）を、Ｚ軸
を回転軸として反時計方向にφ＝ １１．１７°回転し
、さらに新しくできたＸ′軸を回転軸として反時計方向
にθ＝９．３９°回転して得られる。
ＬＣカットによる水晶振動子は、比較的広い温度範囲に
わたり直線状の周波数温度特性を呈するが、リニアライ
ザーを併用しても精度の良Ｌ）測定ができる温度範囲は
一８０〜＋２５０°Ｃにとトマリ低温側での測定中が狭
い。
わたり直線状の周波数温度特性を呈するが、リニアライ
ザーを併用しても精度の良Ｌ）測定ができる温度範囲は
一８０〜＋２５０°Ｃにとトマリ低温側での測定中が狭
い。
本発明は、前記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は、リニアライザー、なしで広い温
度範囲の測定可能な水晶振動子を得ることにある。
あり、本発明の目的は、リニアライザー、なしで広い温
度範囲の測定可能な水晶振動子を得ることにある。
無限平面に関する厚み振動理論を薄い水晶平板となる。
ここで、Ｊ’１ＹＯ１及びＣは夫々水晶片の密度、厚み
寸法及び固有値である。上記ｆは温度Ｔの関数であり、
ｆは基準温度Ｔｏの近傍でテーラ−展開すると、 となる。似、β、γは、夫々第１次、第２次、第３次周
波数温度係数であり次式で定義される。
寸法及び固有値である。上記ｆは温度Ｔの関数であり、
ｆは基準温度Ｔｏの近傍でテーラ−展開すると、 となる。似、β、γは、夫々第１次、第２次、第３次周
波数温度係数であり次式で定義される。
水晶の密度や弾性定数、及びこれらの温度係数の測定値
を用い、式（１）、（２）、及び（３）より理論的にひ
、トγなどの値を求めることができる。
を用い、式（１）、（２）、及び（３）より理論的にひ
、トγなどの値を求めることができる。
前記係数を用いて、周波数 温度特性が直線になる新カ
ットを発見した。
ットを発見した。
周波数一温度特性を直線にするには、２次及び３次の周
波数一温度係数であるρ、にを零にすれば良く、温度測
定に用いるには１次の周波数一温度係数ぴを大きくすれ
ば良い。
波数一温度係数であるρ、にを零にすれば良く、温度測
定に用いるには１次の周波数一温度係数ぴを大きくすれ
ば良い。
第２図は、本発明を説明する為の図であり、第１図で説
明した水晶片の力・ノド角、ψ、θを用Ｌ）理論的に、
前記周波数一温度係数、ｄ、β、γが零になる軌跡を示
している。力・ノド角、ψ、θは反時計方向に回転する
のを正としている。
明した水晶片の力・ノド角、ψ、θを用Ｌ）理論的に、
前記周波数一温度係数、ｄ、β、γが零になる軌跡を示
している。力・ノド角、ψ、θは反時計方向に回転する
のを正としている。
第２図から、βとγが小さくなるのは、θ＝５゜φ−５
°の近傍及びθ＝５°、φ＝−５°の近傍（以下５°−
５°カツトトイウ）ト、ｅ−２０°、φ＝２００の近傍
及び０＝２０°、ψ＝−２００の近傍（以下２０゜−２
０°カツトという）である。これらの４点ではβとγが
ほぼ零になるので、周波数温度係数はｄだけと考えて良
く、非常に良好な直線性を示すはずである。
°の近傍及びθ＝５°、φ＝−５°の近傍（以下５°−
５°カツトトイウ）ト、ｅ−２０°、φ＝２００の近傍
及び０＝２０°、ψ＝−２００の近傍（以下２０゜−２
０°カツトという）である。これらの４点ではβとγが
ほぼ零になるので、周波数温度係数はｄだけと考えて良
く、非常に良好な直線性を示すはずである。
５°−５°カツトと２０°−２０°カツトによる水晶片
を用いて水晶振動子を製造し、周波数温度特性を測定し
たところ、リニアライザーなしでも一２００〜＋２５０
°Ｃの広い温度範囲において良好な直線性周波数温度特
性を示し、理論値と良く一致した。
を用いて水晶振動子を製造し、周波数温度特性を測定し
たところ、リニアライザーなしでも一２００〜＋２５０
°Ｃの広い温度範囲において良好な直線性周波数温度特
性を示し、理論値と良く一致した。
さらに各々のカット角に対し±５°の領域で同様の振動
子を製造して周波数温度特性を測定してみたが、実用に
耐えるのは各々のカット角に対して±３°の領域であっ
た。第２図中にＬＣカット（◎印）の位置を表示しであ
るが、ＬＣカットは二次温度係数ρは小さいが、三次温
度係数γが零の軌跡から離れていることが判、る。
子を製造して周波数温度特性を測定してみたが、実用に
耐えるのは各々のカット角に対して±３°の領域であっ
た。第２図中にＬＣカット（◎印）の位置を表示しであ
るが、ＬＣカットは二次温度係数ρは小さいが、三次温
度係数γが零の軌跡から離れていることが判、る。
ＬＣカットが低温側で周波数温度特性が直線性を示さな
いのは、三次温度係数ｔの影響によると考えられる。
いのは、三次温度係数ｔの影響によると考えられる。
、本発明による５°−５°カツト及び２０°−２０°カ
ツトが広い温度範囲で周波数温度特性が良好なことは判
ったが、５°−５°カツトと２０°−２０°カツトでは
、水晶の切出し角が異なるので、特性には差がある。ま
ず−次温度係数αが零になる軌跡からの距離が異なる為
に、−次温度係数が異なる。本発明では、夫々Ｃモード
の厚みすべり振動を利用しているが、５°−５°カツト
では基本波、三次振動波ともあまり差はなく約６０ＰＰ
ｍ／℃である。２０°−２００カツトでは、励振レスポ
ンスが三次振動波の方が良く、又副振動も少ないので、
三次振動波を使用したが、約１７ＰＰｍ／℃であった。
ツトが広い温度範囲で周波数温度特性が良好なことは判
ったが、５°−５°カツトと２０°−２０°カツトでは
、水晶の切出し角が異なるので、特性には差がある。ま
ず−次温度係数αが零になる軌跡からの距離が異なる為
に、−次温度係数が異なる。本発明では、夫々Ｃモード
の厚みすべり振動を利用しているが、５°−５°カツト
では基本波、三次振動波ともあまり差はなく約６０ＰＰ
ｍ／℃である。２０°−２００カツトでは、励振レスポ
ンスが三次振動波の方が良く、又副振動も少ないので、
三次振動波を使用したが、約１７ＰＰｍ／℃であった。
これはり、Ｃカットの基本波の周波数一温度係数の約４
０ＰＰｍ／℃と１／２である。
０ＰＰｍ／℃と１／２である。
第３図に５°−５°カツト、２０°−２０°カツト、Ｌ
Ｃカットの周波数温度特性を示す。
Ｃカットの周波数温度特性を示す。
（ＬＣカットはリニアライザー使用）
以上、本発明の特徴をまとめると、
１、周波数温度特性が広い温度範囲で直線性を示す。
２．５°−５°カツトは一次周波数温度係数゛ が大き
いので精度の高い測定ができる。
いので精度の高い測定ができる。
３、２００−２０’カツトの三次振動は副振動が少なく
安定した振動をする。
安定した振動をする。
４、カット角に±３°の巾があり、水晶片の加工が容易
である。
である。
以上述べたように本発明によれば、直線状周波数温度特
性を有する水晶振動子が容易に製造できる。本発明で製
造した水晶片は１２ ｖｍ Ｘ １４． ’１２’ｌｖ
ｒｍの力板形で厚さはＱ、５ｍ、電極径は７．０ｆｉで
あるが、円形でもよく、さらに小型で性能を良くしたい
場合にはプラノコンペックス、パイコンベックスにする
と良く、耐衝撃性等を必要とする場合には音叉形でも良
い。
性を有する水晶振動子が容易に製造できる。本発明で製
造した水晶片は１２ ｖｍ Ｘ １４． ’１２’ｌｖ
ｒｍの力板形で厚さはＱ、５ｍ、電極径は７．０ｆｉで
あるが、円形でもよく、さらに小型で性能を良くしたい
場合にはプラノコンペックス、パイコンベックスにする
と良く、耐衝撃性等を必要とする場合には音叉形でも良
い。
第１図は水晶の切出し角を説明する為の図、第２図は本
発明を説明する為の図、第３図は本発明に係る水晶振動
子の周波数温度特性を示す図である。 第ｉｌｌ 第３■
発明を説明する為の図、第３図は本発明に係る水晶振動
子の周波数温度特性を示す図である。 第ｉｌｌ 第３■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）水晶のＹ軸（機械軸）に垂直な板（Ｙ板）を２軸（
光軸）を回転軸として反時計方向に中＝５゜±３°回転
し、さらにＸ′軸（電気軸）を回転軸として反時計方向
にθ＝５°±３°回転して得られる水晶板を使用したこ
とを特徴とする水晶、振動子。 ２）水晶のＹ軸に垂直な板をＺ軸を回転軸として反時計
方向にφ＝２０°±３°回転し、さらにＸ′軸（電気軸
）を回転軸として反時計方向にθ＝２０゜±３°回転し
て得られる水晶板を使用したことを特徴とする水晶振動
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4958582A JPS58166229A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4958582A JPS58166229A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166229A true JPS58166229A (ja) | 1983-10-01 |
| JPS6326852B2 JPS6326852B2 (ja) | 1988-05-31 |
Family
ID=12835290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4958582A Granted JPS58166229A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166229A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131434A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 温度センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02127668A (ja) * | 1988-11-08 | 1990-05-16 | Ricoh Co Ltd | 現像装置 |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4958582A patent/JPS58166229A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131434A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 温度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6326852B2 (ja) | 1988-05-31 |
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