SU1029106A1 - Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters - Google Patents

Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters Download PDF

Info

Publication number
SU1029106A1
SU1029106A1 SU813365048A SU3365048A SU1029106A1 SU 1029106 A1 SU1029106 A1 SU 1029106A1 SU 813365048 A SU813365048 A SU 813365048A SU 3365048 A SU3365048 A SU 3365048A SU 1029106 A1 SU1029106 A1 SU 1029106A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
amplifier
voltage
operational amplifier
Prior art date
Application number
SU813365048A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Ермолаев
Игорь Александрович Ерасов
Аркадий Алексеевич Мельников
Александр Николаевич Шестернин
Original Assignee
Пензенский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Технологического Института Приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Технологического Института Приборостроения filed Critical Пензенский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Технологического Института Приборостроения
Priority to SU813365048A priority Critical patent/SU1029106A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1029106A1 publication Critical patent/SU1029106A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  эквивалентных электрических параметров, в частности частоты последовательного резонан са и динамического сопротивлени  пьезоэлектрических резонаторов. Известно устройство дл  измерени  параметров кварцевых резонаторов, со держащее автогенератор, в цепь обрат ной св зи которого включен резистивный четырехполюсник с испытуемым кварцевым резонатором, и индикатор . коэффициента передачи четырехполюсни ка. Дл  повышени  точности измерени  при увеличении значений динамического сопротивлени  кварцевых резонаторов между входом и выходом четырехполюсника включены резисторы, обща  точка которых подключена ко входу автогене ратора 1 1Недостатком этого устройства  вл етс  мала  точность измерени , обусловленна  изменением уровн  возбуждени  испытуемых резонаторов. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  параметров кварцевых резонаторов, содержащее операционный уснлитель, охваченный положительной (испытуемый резонатор и управл емый элемент полевой транзистор) и отрицательной обратными св з ми, последовательно соединенные усилитель переменного напр жени , выпр митель и сумматор, вто рои вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход сумматора подключен к управл ющему входу управл емого элемента, частотомер , подключенный к выходу усилител  , вход которого соединен с выходом операционного усилител  и узел измерени  динамического сопротивлени , подключенный через усилитель посто нного тока к неинвертирующему вхо ду операционного усилител  и к выходу стабилизатора посто нного тока, при этом узел измерени  динамического сопротивлени  выполнен в виде последова тельно соединенных преобразовател  напр жени  в частоту, ключа, управл ю щий вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, счетчика и цифрового индикатора .2.1 Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность измерени  параметров резонаторов,, динамическое сопротивление которых измен етс  в широких пределах.. Цель изобретени  - повышение точности измерени  эквивалентных электрических параметров пьезоэлектрических резонаторов, Указ.анна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  эквивалентных электрических параметров пьезоэлектрических резонаторов, содержащее операционный усилитель с резистором в цепи обратной св зи, первый выпр митель, соединенный с входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход суммато ра соединен с входом управл емого элемента, усилитель переменного напр жени , а также частотомер , соединенный с входом первого выпр мител , узел измерени  динамического сопротивлени  и второй резистор, введены два делител  переменного напр жени , второй выпр митель и два дифференциальных усилител , неинвертирующие входы которых объединены между собой и соединены с входом первого делител , переменного напр жени  и с выходом операционного усилител , инвертирующий вход первого дифференциального усилител  соединен с инвертирующим входом операционного усилител , выход первого дифференциального усилител  подключен непосредственно к входу первого выпр мител , а через второй делитель переменного напр жени  - к инвертирующему входу второго дифференциального усилител , выход которого через второй выпр митель соединен с входом узла измерени  динамического сопротивлени , причем выход первого делител  переменного напр жени  через второй резистор соединен с вторым сигнальным входом управл емого элемента и с входом усилител  переменного напр жени , выход которого подключен неинвертирующему входу операционного усилител , а между инвертирующим входом операционного усилител  и общей шиной устройства включены зажимы дл  подключени  испыту,емого пьезоэлектрического резонатора. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства. Схема содержит операционный усилитель 1, испытуемый резонатор 2, управл емый элемент 3, резисторы и 5 усилитель 6 переменнсгго напр жени , первый выпр митель 7 сумматор 8, источник 9 опорного напр жени , частотомер 10, узел 11 измерени  ди3 намического сопротивлени , содержащи преобразователь 12 напр жени  в час тоту, ключ 13, генератор Т опорной частоты, счетчик 15 и цифровой индикатор 16, второй выпр митель 17, пер вый и второй делители 18 и 19 переменного напр жени  и первый и второй дифференциальные усилители 20 и 21. Устройство работает следующим об разом.. При подключении испытуемого резон тора 2 в автогенераторе, образованно операционным усилителем 1 с отрица;тельной (испытуемый резонатор 2 и : резистор ) и положительной (управл емый элемент 3, резистор 5, усилитель 6 переменного напр жени  и делитель 18 переменного напр жени ) обратными св з ми, устанавливаютс  стацирнарные колебани  с частотой, близкой к частоте последовательного : резонанса испытуемого резонатора 2. При этом цепь, состо ща  из диффе;ренциального усилител  20, выпр мител  7, сумматора 8, источника 9 ;опорного напр жени  и управл ек го элемента 3, обеспечивает стабилизацию амплитуды тока 3, протекающего через резистор k и, следовательно, ччерез испытуемый резонатор 2. Дейст вительно, аппроксик 1ру  характеристику управл емого элемента 3 линейно зависимостью (Uy - Е) У Ку,и,, и Е - соответственно коэф фициент передачи, входное напр жение и напр жение отсечк управл емого элемен та. 3, из очевидных соотношений: - и) 4 , И где , - соответственно амплитуда напр ж ни  на выходе, н неинвертирующем на инвертирующем входах и коэффиц ент усилени  1 o рационного усили тел ; 6 4i B CM коэффициент передачи соответственно делител  переменного напр жени  18, выпр мител  7 и , сумматора 8; коэффициент усилени  соответственно усилител  6 переменного напр жени  и дифференциального усилител  20; опорное напр жение . источника 9 опорного напр жени ; получим в первом приближении дл  амплитуды тока J, протекающего через VI о резистор ч и испытуемый резонатор 2 UD Поскольку величины Кд-, К, ОцИ R посто нны, то амплитуда тока 3 также посто нна и не зависит от значени  динамического сопротивлени  R испытуемого резонатора 2. Таким образом, устран етс  погрешность измерени , обусловленна  зависимостью параметров испытуемого резонатора 2 от амплитуды протекающегр через него тока. Измер   с помощью частотомера 10 частоту выходного напр жени  дифференциального усилител  20, суд т по ней о частоте последовательного резонанса испытуемого резонатора 2. Измерение, динамического сопротивлени  R испытуемого резонатора 2 осуществл етс  следующим образом. Из чертежа следует, что амплитуда напр жени  на выходе операционного усилител  1 равна UBJ,, ) а «а выходе дифференциального усилител  20 AV-iНа выходе дифференциальногр усилител  21 получим дл  амплитуды переменного напр жени : AV2 (Uebi4 К, . КДу2СЗо о 4(1 - Al AvVJ где КДУ2 и Кд2 соответственно коэффициент усилени  дифференциального усилител  21 и коэффициент передачи делител  19 переменного напр жени .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure equivalent electrical parameters, in particular serial resonance frequencies and dynamic resistance of piezoelectric resonators. A device for measuring parameters of quartz resonators, containing an oscillator, in a feedback circuit of which a resistive quadrupole with the tested quartz resonator, and an indicator are known. four-pole transmission coefficient. To increase the measurement accuracy with increasing values of the dynamic resistance of the quartz resonators, resistors are included between the input and the output of the quadrupole, the common point of which is connected to the input of the oscillator. 1 1 The disadvantage of this device is the low measurement accuracy due to the change in the excitation level of the tested resonators. Closest to the present invention is a device for measuring the parameters of quartz resonators, containing an operational amplifier, covered by a positive (test resonator and controlled element field-effect transistor) and negative feedback, connected in series AC voltage amplifier, rectifier and adder, second the input of which is connected to the output of the reference voltage source, and the output of the adder is connected to the control input of the controlled element, a frequency meter connected to the output of the amplifier whose input is connected to the output of an operational amplifier and a dynamic impedance measuring unit connected through a direct current amplifier to the non-inverting input of the operational amplifier and to a direct current regulator output, the dynamic impedance measuring unit being in the form of series-connected voltage converter the frequency, the key, the control input of which is connected to the output of the reference frequency generator, a counter and a digital indicator .2.1 The drawback of the device is low The measurement accuracy of the parameters of the resonators, whose dynamic resistance varies widely. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of equivalent electrical parameters of piezoelectric resonators. This goal is achieved by including an operational amplifier in the device for measuring equivalent electrical parameters of piezoelectric resonators. with a resistor in the feedback circuit, the first rectifier connected to the input of the adder, the other input of which is connected to the output the reference voltage source, and the output of the totalizer is connected to the input of the controlled element, the variable voltage amplifier, as well as the frequency meter connected to the input of the first rectifier, the dynamic resistance measurement node and the second resistor, two alternating voltage dividers are introduced, the second rectifier and two differential amplifiers, the non-inverting inputs of which are interconnected and connected to the input of the first divider, alternating voltage and with the output of the operational amplifier, the inverting input of the first differential The social amplifier is connected to the inverting input of the operational amplifier, the output of the first differential amplifier is connected directly to the input of the first rectifier, and through the second alternating voltage divider to the inverting input of the second differential amplifier, the output of which is connected via the second rectifier to the input of the dynamic resistance measuring unit, moreover, the output of the first AC voltage divider is connected via the second resistor to the second signal input of the controlled element and to the input y an alternating voltage silicon, the output of which is connected to a non-inverting input of an operational amplifier, and clamps for connecting a test, piezoelectric resonator are connected between the inverting input of the operational amplifier and the common bus of the device. The drawing shows a structural electrical circuit of the device. The circuit contains an operational amplifier 1, a resonator 2 under test, a controllable element 3, resistors and 5 variable voltage amplifier 6, first rectifier 7 adder 8, reference voltage source 9, frequency meter 10, resistance impedance measuring unit 11 voltage per hour, key 13, reference frequency generator T, counter 15 and digital indicator 16, second rectifier 17, first and second dividers 18 and 19 of alternating voltage, and first and second differential amplifiers 20 and 21. The device works as follows about b at once .. When connecting the test resonator 2 in the autogenerator, formed by the operational amplifier 1 with the negative; test (the test resonator 2 and: resistor) and positive (controlled element 3, resistor 5, variable voltage amplifier 6 and divider 18 feedback), the stationary oscillations are established at a frequency close to the serial frequency: the resonance of the test resonator 2. At the same time, the circuit consisting of a differential amplifier 20, the rectifier 7, the adder 8, the source 9, the reference voltage and control element 3, provides stabilization of the amplitude of the current 3 flowing through the resistor k and, therefore, through the test resonator 2. Indeed, the approximation of the characteristic of the controlled element 3 is linearly dependent (Uy - Е) and E are the transmission coefficient, input voltage and cutoff voltage of the controlled element, respectively. 3, from the obvious ratios: - i) 4, and where, is the amplitude of the voltage, respectively, at the output, non-inverting at the inverting inputs and the amplification factor of 1 o of the amplification force of the bodies; 6 4i B CM transmission coefficient, respectively, of an AC voltage divider 18, rectifier 7 and, adder 8; the gain, respectively, of the variable voltage amplifier 6 and the differential amplifier 20; reference voltage. source 9 reference voltage; we obtain in the first approximation for the amplitude of the current J flowing through the resistor VI and the resonator 2 UD being tested. Since the values of Cd-, K, OcI R are constant, the amplitude of the current 3 is also constant and does not depend on the dynamic resistance R of the test resonator 2 Thus, the measurement error due to the dependence of the parameters of the test resonator 2 on the amplitude of the current flowing through it is eliminated. Measuring with the help of frequency meter 10 the frequency of the output voltage of the differential amplifier 20, judging by it the frequency of the series resonance of the test resonator 2. The measurement of the dynamic resistance R of the test resonator 2 is performed as follows. It follows from the drawing that the voltage amplitude at the output of the operational amplifier 1 is UBJ ,,) and the output of the differential amplifier 20 AV-i At the output of the differential amplifier amplifier 21, we obtain for the amplitude of the alternating voltage: AV2 (Uebi4 K,. - Al AvVJ where KDU2 and Kd2 are, respectively, the gain of the differential amplifier 21 and the transfer coefficient of the variable voltage divider 19.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕКТРИ1ЕСКИХ ПАРАМЕТ-. РОВ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ, содержащее операционный усилитель с резистором в цепи обратной связи, первый выпрямитель, соединенный с входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход сумматора соединен с входом управляемого элемента, усилитель переменного напряжения, а также частотомер, соединенный с входом первого выпрямителя, узел измерения динамического сопротивления и второй резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, .DEVICE FOR MEASURING EQUIVALENT ELECTRIC PARAMETERS -. PIE OF PIEZOELECTRIC RESONATORS, comprising an operational amplifier with a resistor in the feedback circuit, a first rectifier connected to the input of the adder, the other input of which is connected to the output of the reference voltage source, and the output of the adder is connected to the input of the controlled element, an alternating voltage amplifier, and also a frequency meter connected with the input of the first rectifier, a node for measuring dynamic resistance and a second resistor, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement,. в него введены два делителя переменного напряжения, второй выпрямитель и два.дифференциальных усилителя, неинвертирующие входы которых, объединены между собой и соединены с входом первого делителя переменного напряжения и с выходом операционного усилителя, инвертирующий вход первого дифференциального усилителя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, выход первого дифференциального усилителя подключен непосредственно к входу первого выпрямителя, а через второй делитель переменного напряжения - к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя, с выход которого через второй выпря- JS митель соединен с входом узла измерения динамического сопротивления, причем выход первого делителя переменного напряжения через второй резистор соединен с вторым сигнальным входом управляемого элемента и с входом усилителя переменного напряжения, выход которого подключен к неинвертирующёму входу операционного усилителя, а между инвертирующим входом операционного усилителя и общей шиной устройства включены зажимы для подключения испытуемого пьезоэлектрического резонатора.two AC voltage dividers, a second rectifier and two differential amplifiers are introduced into it, the non-inverting inputs of which are interconnected and connected to the input of the first AC voltage divider and to the output of the operational amplifier, the inverting input of the first differential amplifier is connected to the inverting input of the operational amplifier, output the first differential amplifier is connected directly to the input of the first rectifier, and through the second AC voltage divider is connected to the inverting input du second differential amplifier, the output of which through a second rec- JS DC converter connected to the input node of the dynamic resistance measurement, the output of the first voltage divider via a second variable resistor connected to the second signal input of the controlled element, and with an input AC voltage amplifier whose output is connected to neinvertiruyuschomu the input of the operational amplifier, and between the inverting input of the operational amplifier and the common bus of the device, terminals for connecting the test piezoelectric are included resonator. S и ,...1029106 ί 1029106 2S and, ... 1029106 ί 1029106 2
SU813365048A 1981-12-09 1981-12-09 Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters SU1029106A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813365048A SU1029106A1 (en) 1981-12-09 1981-12-09 Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813365048A SU1029106A1 (en) 1981-12-09 1981-12-09 Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1029106A1 true SU1029106A1 (en) 1983-07-15

Family

ID=20986394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813365048A SU1029106A1 (en) 1981-12-09 1981-12-09 Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1029106A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1/ Авторское свидетельстве СССР № Л30336, кл. G 01 R 29/22, 1972. 2. Генератор кварцевый технологический АМЦ 1550 Паспорт АМЦ 3.261.002.ПС, (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4060715A (en) Linearized bridge circuitry
SU1029106A1 (en) Device for measuring piezoelectric resonator equivalent electrical parameters
SU1166022A1 (en) Device for measuring electric parameters of piezoelectric vibrators
SU790105A1 (en) Meter of quartz resonator electric parameters
RU2120623C1 (en) Capacitance proximate moisture meter
JPS5815854Y2 (en) temperature compensation circuit
SU1076843A1 (en) Converter of r,l,c-circuit parameters to frequency signals
SU1767454A1 (en) Device for measuring electrical parameters of quartz resonators
SU552570A1 (en) Device for determining quadrupole transmission coefficient
SU1185063A1 (en) Inductive measuring device
RU2003123C1 (en) Device for measuring complex impedance components
SU1545090A1 (en) Device for measuring vibration
SU1196775A1 (en) Alternating voltage meter
SU864100A1 (en) Device for testing hardeness
SU756313A1 (en) Measuring converter of active electric conductivity into voltage
SU847217A1 (en) Converter of ac voltage rms value to dc voltage
SU1404961A1 (en) Voltage-to-current grounded-load converter
SU563638A1 (en) Apparatus for measuring complex resistances
SU1219992A1 (en) Method of contactless measurement of conducting body magnetic permeability
SU1140221A1 (en) Two-phase tuneable oscillator
SU687397A1 (en) Bridge balance indicator
SU430505A1 (en) FREQUENCY RESISTANCE CONVERTER
RU2025675C1 (en) Device for measuring temperature and temperature difference
SU410404A1 (en)
SU1262409A1 (en) Phase meter