JPS58206935A - 水晶温度計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水晶振動子を測温素子として用いた水晶温度
計に関する。

水晶は結晶異方性を有しているので、切り出し角を適当
に選択することによって、温度係数を零にすることもで
き、又、逆に温度係数を大きくすることもできる。この
温度係数の大きな振動子を測温素子として用いたものが
水晶潟庭計で、＾分解能、高安定性、周波数出力等の特
徴を有している。

ところで、水都シ動子の周波数温度特性は、Ｆ：　（’
？”　）　＝＝・Ｆ　（’ｌ’ｏ　）　　（１＋Ａ　（
１−−１−０）＋　　Ｂ　　（Ｔ、、、　　　’Ｔ’ｏ
　　　）　　　２　　−Ｆ　Ｃ（Ｔ’−１’ｏ　　　）
　　　’　　　）・・・（１） 但し、　ｆ　（丁）二重℃における周波数Ａ、Ｉ’３．
Ｃ：　１．２．３次の温度係数で、切り出し角によって 決まる定数 ｅ示される３、従来の水晶温度計では、この１次の温度
係数Ａが大きく、２次及び３次の温度係数１３．Ｃが零
に近い、厚みＪべり振動を基本とし／ｊ水晶振動子が、
用いられ１いる。例えば、２次及び３次の温度係数Ｂ、
Ｃがほぼ零で、１次の温度係数Ａが水晶の最大温度係数
の約１／３の、ｌ−Ｃカットと呼ばれる水晶振動子が、
温度測定用振動子として用いられでいる（尚、２次及び
３次の温度係数Ｂ、Ｃを零に近づけるの番１１水晶振動
子の共振周波数と温度との関係をリニアにするためであ
る）、ｌ しかし、沖みリベり撮動を基本とした振動Ｙは、小形化
が回能な土に、消費電ツノが人さ′いという欠点を有し
ており、これが、そのまま従来の水晶温度計にお番ノる
測温素子部の欠点となっていた。

本発明は、この点に賜み１なされＩｃもの（・、その目
的は、測温素子部の小形化及び低消費電力化が司能な水
晶１■１を提供することにある以Ｆ１図面を参照し本発
明の詳細な説明づる第１図は本発明に係る水晶１ｉｌ　
ＩＩＩ　ｉｆの測温木ｆ部の一実施例を承り正面断面図
、第２図は側面１１ｉ面図である。両図において、１は
後）ホの水へ−１振動子、２はこの振動子１を収納する
ための金属ケース、３は振動子１を金属ケース２内部に
固定する取付部である。この取付部３は、ぞの表面積が
振動子１と同程度で、熱伝尋率の高い材料から構成され
ている。又、４は金属ケース２下部のベース５に取り付
けられた端子である。

尚、金属ケース２内には、振動子１と被測定雰囲気との
間の熱伝達を迅速に行うため、ヘリウムガス等の不活性
ガスや、窒素ガス等の活性のここで、上述の振動（−１
の説明に戻る。この実施例の振動子１は、断面形状が長
方形状で、その共振周波数１は次式で示される。

ｆ＝−ａ−■／　Ｑ’　）　・ＣｒηＢ−・７２　＞但
し、ａ；振動姿態、断面形状により決まるまる定数 Ｑ；振動子１の長さ ［；振動子１の岸さ ρ：系動子１の密度 Ｓ：振動子１の−」ンプライアンス 従って、この振動ｆ１の周波数温度特性は、次式のよう
になる。

ここｒ１１００にｊＪζすように、αを電気軸Ｘまわり
の回転角にとり、第４図に示づように、βを舶記α回転
後の光軸７−Ｊ、わりの回転角にとり、α、βを変えた
どきの湯度特性を求めるとそれぞれ第５図、第６図のよ
うになる（縦軸ｔよ共振周波数の変化Δｆ／ｆをホし、
第５図（−ｉ、１β−０°、第６図では、−α＝６０°
である）本発明では、αを４０°〈−α＜１４０”の範
囲にとり、βを−４０３くβ〈＋４０°の範囲にとって
おり、振動７−１のカットも、この条ｆ’１を満足する
ｂのである。、第３図及び第４図の如く切り出された振
動子１の振動モードは、屈曲振動（音叉形回曲）である
。この振動ｆ−１のドライブは、従来と全く同様４１回
路にて行われる尚、この実施例の場合、振動子の共振周
波数自体は、１次の渇１真特性を右しないことになるが
、マイクロ′プロセッサ等を用いれば容易にリニアライ
ズできるので、水晶温度計としては何ら障害にならない
。

このような構成の上記実施例の場合、水都の最大潟度係
数若しくはその付近の油を使用できるＩこめ、分Ｍ能が
上がる。又、切り出し角に多少のずれがターじても温１
１１１係数にあまり影響が出ないように、切り出し角を
選択できる。更に、Ｐ−みづベリ振動を用いないため、
測温素子部の小形化・低消費電力化を達成できる。

尚、」−記実施例において（Ｊ、振動し−ドとしく屈曲
振動の例を述べたが、第４図の代わりに第７図の如く切
り出せば、長辺振動のｉｉＩ振動子とじ−（用いること
かできる。この場合のβの範囲も、第４図の場合の範囲
とｔよば同一である１゜又、振動子の形状は、Ｂ叉形に
限らず、複合音叉形や棒形等であってもよい。要は、振
動モードどして、屈曲振動、縦振動を用いているものＣ
あればよい１゜ 以上説明したように、本発明によれば、厚みづべり振動
の振動子を用いないため、測温素子部の小形化及び低温
￥に電ＪＪ化を実現ぐきる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｉよ本発明の一実施例の要部を示Ｊ正面断面図、
第２図は側面断面図、第３図及び第４図は第１図、中の
振動子の切り出しに関９る説明図、第５図及び第６図は
第３図及び第４図中のα、βに灼−４る共振周波数の変
動を承り説明図。 第７図は他の振動子の切り出しに関づる説明図である。 １・・・水品振勅子　　　２・・・金属ケース３・・・
取付部　　　　　４・・・端子５・・・ベース 特蔚出願人　　株式会社　横河′＃ｉ機製ｎ所代　　理
　　人　　　弁理士　　小　　沢　　伝　　助第１図 尾３図 Ｍ４図 −”　ＩＰＰｍＩ”ＣＩ 第５０ ０　　２０　４０　６０　８０　　ＴＯＯ＋２０　１４
０’＋６０　１８０−、ｉｒ度トーー伽 第６図 −ＣＡ：６０” ｍ−−一□−一一一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 αを電気軸まわりの回転角、βを酌ｈｉｚαだＩＪ向回
   転た光軸まわりの回転角とし！ことき、−１４０°くα
   ＜−４０’ 一４０°くβく→−４０゜ の範囲で切り出した水晶振動ｆを測ル１索了どして用い
   たことを特徴とする水晶編ｔａｉｌ。