RU2236746C1 - Кварцевый резонатор-термостат - Google Patents
Кварцевый резонатор-термостат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236746C1 RU2236746C1 RU2003100159/09A RU2003100159A RU2236746C1 RU 2236746 C1 RU2236746 C1 RU 2236746C1 RU 2003100159/09 A RU2003100159/09 A RU 2003100159/09A RU 2003100159 A RU2003100159 A RU 2003100159A RU 2236746 C1 RU2236746 C1 RU 2236746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- heater
- piezoelectric element
- thermostat
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/08—Holders with means for regulating temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике стабилизации частоты и может быть использовано при разработке высокостабильных кварцевых генераторов. Техническим результатом является повышение стабильности частоты за счет уменьшения градиентов температуры в пьезоэлементе при сохранении малого времени разогрева. Кварцевый резонатор-термостат содержит пьезоэлемент с нанесенными на него возбуждающими электродами, пленочным резистивным нагревателем и датчиком температуры, основание с закрепленным на нем пьезоэлементом и транзисторным нагревателем, которое в свою очередь закреплено в корпусе при помощи теплоизолирующего держателя, основание выполнено в виде пластины из диэлектрического материала и имеет теплоемкость, равную теплоемкости пьезоэлемента. На основании закреплен транзисторный нагреватель, в цепь эмиттера которого включен пленочный резистивный нагреватель. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к технике стабилизации частоты и может быть использовано при разработке высокостабильных кварцевых генераторов.
Известен кварцевый резонатор-термостат (КРТ), содержащий пьезоэлемент с расположенными на нем электродами, пленочным нагревателем и датчиком температуры и закрепленный в корпусе при помощи теплоизолирующего держателя [1]. Недостатком данного КРТ является большая температурная нестабильность частоты, обусловленная влиянием сильных градиентов температуры в пьезоэлементе на частоту КРТ во время разогрева после включения и в стационарном режиме при изменении температуры окружающей среды или напряжения питания.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является кварцевый резонатор-термостат, содержащий вакуумированный корпус, в котором закреплено основание с размещенным на нем транзистором, установленным на металлической пластине, и контактными лепестками, в которых установлен кварцевый пьезоэлемент с нанесенными на него возбуждающими электродами, нагревателем и датчиком температуры. Основание выполнено в виде металлического кольца с расположенными на нем местами крепления его в вакуумированном корпусе. Указанные места крепления опорного металлического кольца в корпусе и места крепления металлической пластины на опорном кольце выполнены в виде диэлектрических изоляторов, в которых размещены металлические стержни. Вакуумированный корпус снабжен металлизацией внутренней поверхности. Технический результат заключается в том, что малая масса термостатируемого узла и хорошая тепловая связь между нагревателем, пьезоэлементом и датчиком температуры обеспечивают его быстрый разогрев [2]. Недостатком данного устройства является также большой градиент температуры в пьезоэлементе и недостаточно высокая стабильность частоты.
Задачей изобретения является повышение стабильности частоты за счет уменьшения градиентов температуры в пьезоэлементе при сохранении малого времени разогрева.
Поставленная задача решается тем, что в кварцевом резонаторе-термостате, содержащем пьезоэлемент с нанесенными на него возбуждающими электродами, пленочным резистивным нагревателем и датчиком температуры, основание с закрепленным на нем пьезоэлементом и транзисторным нагревателем, которое в свою очередь закреплено в корпусе при помощи теплоизолирующего держателя, основание выполнено в виде пластины из диэлектрического материала и имеет теплоемкость, равную теплоемкости пьезоэлемента. На основании закреплен транзисторный нагреватель, в цепь эмиттера которого включен пленочный резистивный нагреватель, причем сопротивление пленочного резистивного нагревателя удовлетворяет условию
где k - коэффициент ослабления градиентов температуры; Е - напряжение питания; Rt - общее тепловое сопротивление термостата; ΔT - разность между температурой термостатирования и минимальной температурой окружающей среды.
На фиг.1 представлена конструктивная схема кварцевого резонатора-термостата; на фиг.2 - электрическая схема соединения элементов; на фиг.3 - графики зависимости мощности, выделяемой в термостате от управляющего напряжения.
Пьезоэлемент 1 с нанесенными на него возбуждающими электродами 2, пленочным резистивным нагревателем 3, датчиком температуры 4 закреплен на основании 5 при помощи металлических держателей 6. Основание выполнено в виде пластины из диэлектрического материала, например, керамики на основе окиси алюминия и имеет теплоемкость, равную теплоемкости пьезоэлемента 1. На основании 5 расположен транзисторный нагреватель 7. Основание закреплено в корпусе 8 при помощи держателя в виде стоек 9 из материала с низкой теплопроводностью, например, кварцевого стекла. Корпус резонатора вакууммирован. Транзистор 7, пленочный резистивный нагреватель 3 и датчик температуры 4, в качестве которого используется терморезистор, соединены в соответствии со схемой фиг.2.
Кварцевый резонатор-термостат работает следующим образом. В момент подключения источника питания на базу транзистора 7 подается такое управляющее напряжение Uупp, при котором напряжение U на эмиттере транзистора, соединенного с пленочным нагревателем, равно половине напряжения питания Е. При этом на пленочном нагревателе, сопротивление которого Rн, выделяется мощность
P1=U2/Rн, (2)
а на транзисторе мощность
P2=U·(E-U)/Rн, (3)
обеспечивающая быстрый прогрев пьезоэлемента 1 и диэлектрической пластины 5 до температуры термостатирования, которая контролируется датчиком температуры 4. Так как теплоемкости пьезоэлемента и основания одинаковы, скорость их нагрева также одинакова, следовательно нет перетоков тепла от пьезоэлемента к основанию и наоборот, чем обеспечивается отсутствие больших градиентов температуры в пьезоэлементе во время разогрева. По мере приближения температуры пьезоэлемента к температуре термостатирования напряжение U уменьшается до величины Upaб, мощности Р1 и Р2 уменьшаются в соответствии с выражениями (2) и (3). График изменения мощности P1, P2 и общей мощности Р=P1+P2, выделяемой в КРТ, приведены на фиг. 3. В стационарном режиме, когда температура пьезоэлемента равна температуре термостатирования и сопротивление Rн выбрано в соответствии с условием (1), суммарная мощность Р находится в пределах рабочей зоны Рраб, а мощность, выделяемая на пьезоэлементе, в k раз меньше суммарной мощности, выделяемой в термостате, где коэффициент k определяется соотношением:
k=P1/(P1+P2)=Uраб/E (4)
На практике k составляет величину 0,1 и менее, тогда Upaб<<E и Р1<<Р, или Р1<<P2. Так как градиент температуры в пьезоэлементе и соответственно нестабильность частоты пропорциональны выделяемой пленочным нагревателем мощности на пьезоэлементе Р1, снижение ее приводит к пропорциональному уменьшению в k раз нестабильности частоты, обусловленной как изменением температуры окружающей среды, так и колебаниями напряжения питания Е.
Источники информации
1. Иванов А.А., Теренько В.С., Тихомиров В.Г. Кварцевый резонатор-термостат с прямым термостатированием пьезоэлемента // Электронная техника. Сер. 5. - 1983. - Вып.1 (50). - С.76-78.
2. Патент 2155442 Россия, МПК 7 Н 03 Н 9/19, 9/15. ОАО “Морион”. №111816/09; Кварцевый резонатор с внутренним термостатированием. Опубл. 27.08.2000.
Claims (2)
1. Кварцевый резонатор-термостат, содержащий пьезоэлемент с нанесенными на него возбуждающими электродами, пленочным резистивным нагревателем и датчиком температуры, основание с закрепленным на нем пьезоэлементом и транзисторным нагревателем, которое, в свою очередь, закреплено в корпусе при помощи теплоизолирующего держателя, отличающийся тем, что основание выполнено в виде пластины из диэлектрического материала и имеет теплоемкость, равную теплоемкости пьезоэлемента.
2. Кварцевый резонатор термостат по п.1, отличающийся тем что на основании закреплен транзисторный нагреватель, в цепь эмиттера которого включен пленочный резистивный нагреватель, причем сопротивление пленочного резистивного нагревателя Rн удовлетворяет условию
где k - коэффициент ослабления градиентов температуры;
Е - напряжение питания;
Rt - общее тепловое сопротивление термостата;
ΔT - разность между температурой термостатирования и минимальной температурой окружающей среды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100159/09A RU2236746C1 (ru) | 2003-01-04 | 2003-01-04 | Кварцевый резонатор-термостат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003100159/09A RU2236746C1 (ru) | 2003-01-04 | 2003-01-04 | Кварцевый резонатор-термостат |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003100159A RU2003100159A (ru) | 2004-07-10 |
RU2236746C1 true RU2236746C1 (ru) | 2004-09-20 |
Family
ID=33433366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003100159/09A RU2236746C1 (ru) | 2003-01-04 | 2003-01-04 | Кварцевый резонатор-термостат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236746C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487470C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2013-07-10 | Юрий Сергеевич Иванченко | Кварцевый резонатор |
RU198436U1 (ru) * | 2019-09-02 | 2020-07-08 | Игорь Владимирович Абрамзон | Кварцевый резонатор-термостат |
RU2777015C1 (ru) * | 2021-06-09 | 2022-08-01 | Акционерное общество "Морион" | Кварцевый резонатор с частичным внутренним размещением элементов термостата генератора |
-
2003
- 2003-01-04 RU RU2003100159/09A patent/RU2236746C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487470C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2013-07-10 | Юрий Сергеевич Иванченко | Кварцевый резонатор |
RU198436U1 (ru) * | 2019-09-02 | 2020-07-08 | Игорь Владимирович Абрамзон | Кварцевый резонатор-термостат |
RU2777015C1 (ru) * | 2021-06-09 | 2022-08-01 | Акционерное общество "Морион" | Кварцевый резонатор с частичным внутренним размещением элементов термостата генератора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6166608A (en) | Thermo-electric cooled oven controlled crystal oscillator | |
JP2001174425A (ja) | 熱伝導度検出器 | |
JP2000028559A (ja) | 熱流束型示差走査熱量計 | |
JP2010213102A (ja) | 圧電発振器及びこの圧電発振器の周囲温度測定方法 | |
RU2236746C1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
RU2329591C1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
RU198436U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
RU198435U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
JPH08237067A (ja) | 迅速加熱可能で消費電力の少ない調温制御発信器用共振器 | |
JPH0750523A (ja) | 恒温制御水晶発振器 | |
JP2003329624A (ja) | 熱容量スペクトロスコピーと誘電率の同時測定装置と測定方法 | |
RU2487470C1 (ru) | Кварцевый резонатор | |
RU2101854C1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
US3569602A (en) | Temperature programming apparatus with a heating sensing arrangement | |
KR101070998B1 (ko) | 고온에서의 미세 열용량 측정 장치 | |
RU123218U1 (ru) | Кварцевый резонатор-термостат | |
US3519949A (en) | Optical pumping cells | |
Sturtevant | A Thyratron‐Controlled Thermostat | |
CN110868213A (zh) | 一种铷钟微波腔及晶体振荡器的联合控温电路 | |
JPH03104404A (ja) | 恒温槽付水晶発振器 | |
WO2024027326A1 (zh) | 一种温度控制装置及相关设备 | |
RU2155442C1 (ru) | Кварцевый резонатор с внутренним термостатированием | |
JPH05114460A (ja) | 加熱ヒータ | |
SU515095A1 (ru) | Микротермостат | |
RU2726170C1 (ru) | Генератор с динамическим разогревом термостата ПАВ-резонатора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20131003 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180105 |