SU1451666A1 - Устройство дл термостабилизации кварцевого резонатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике автоматического регулировани  тем- пературы и может использоватьс  дл  поддержани  температуры кварцевого резонатора в различньк системах тер- мостатировани . Устройство содержит термостат с расположенными в нем двум  термодатчиками и кварцевым резонатором, сигналы термодатчиков поступают на соответствующие дифференциальные усилители, к выходам которых подсоединены усилители мощности с нагревател ми, и также два задатчика температуры и обеспечивает снижение градиента температуры кварцевого резонатора за счет наличи  двух ПЗУ, двух ДАН, двух переключателей и таймера, которьм управл ет их работой при смене режимов термостата , внутри которого находитс  теплопровод щий кожух, состо щий из двух частей, разделенных теплоизолирующей прокладкой, в каждой из которых расположен нагреватель, при этом один из термодатчиков расположен у корпуса кварцевого резонатора, а другой - у-его выводов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. SS (Л

Description

01

О5

а

05

Изобретение относитс  к технике автоматического регулировани  тем- пературы и может быть использовано дл  поддержани  температуры кварце- резонатора с высокой точностью в различных системах термоста- тировани .

Цель изобретени  - снижение градиента температуры кварцевого резо- натора.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2- диаграмма температурного пол  в термостате по его длине.

Устройство содержит термостат 1, внутри которого наход тс  тепло- провод щий кожух, состо щий из двух частей 2, и 2,, первый 3 и второй А термодатчики, первый 5 и второй 6 задатчики температуры,таймер 7,первое 8 и второе 9 посто нные запоминающие устройства (ПЗУ), первый 10 и второй 11 цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), первый 12 и второй

13дифференциальные усилители, первы

14и второй 15 усилители мощности, первый 16 и второй 17 переключатели, первый 18 и второй 19 нагреватели, внутри теплопровод щего кожуха 2 рас положен кварцевый резонатор 20 с выводами 21, части 2 и 2.2 кожуха соединены через теплоизол ционную прокладку 22. При этом нагреватель 18 запрессован в часть 2 кожуха, а на греватель 19 - в часть 2 кожуха. Части 2 и 2 кожуха в местах соприкосновени  с теплоизол ционной про кладкой 22 заземлены.

Устройство работает следующим об- разом.

Так как кристалл кварцевого резонатора 20 находитс  в. металлическом корпусе, можно считать, что дл  создани  внутри корпуса резонатора 20 дл  самого кристалла кварца равномерного температурного пол  температура в районе выводов 21 должна быть меньше,чем в районе остальной части резонатора 20, так как наиболее интенсивный теплообмен кристалла самого кварца с окружающей средой осуществл етс  через выводы 21, при-этом .температурное поле вокруг остальной части резонатора 20 должно быть максимально равномерным. С этой целью термостат содержит кожух, состо щий из двух частей 2, и 2 J из одинакового материала с высокой теплопроводностью.

разделенных теплоизол ционной прокладкой 22, поэтому температурное поле в пространстве вдоль оси термостата , т.е. вдоль рабочей камеры, имеет, вид, показанный на фиг. 2. Равномерность температурного пол  достигаетс  использованием в качестве материала кожуха материала с высокой теплопроводностью, который фактически осуществл ет нагрев камеры, так как тепло, распростран ющеес  от нагревателей 18 и 19 по част м 2 и 2 кожуха соответственно, из- за их высокой теплопроводности практически одинаково нагревает точки, наход щиес  на рассто нии друг от друга. При необходимости создани  равномерного температурного пол  с прецизионными харак-теристиками количество нагревателей, запрессованны в част х 2 и 2 кожуха должно быть увеличено, при этом принцип работы устройства остаетс  прежним.

В момент включени  на выходе таймера 7 формируетс  1, котора  разрешает работу ПЗУ 7 и 8, и с выходов последних снимаютс  коды, пропорциональные необходимому изменению температуры термодатчиков 3 и А в процессе выхода на режим, при этом термодатчик 3 измер ет температуру корпуса резонатора 20, а термодатчик 4 - температуру в районе выводов 21. Кривые разгона термостата и врем  выхода на режим рассчитываютс  дл  данной модели термостата на ЭВМ с учетом внутренней структуры кварцевого р.езонатора 20 (т.е. теплообмена самого кристалла с корпусом и выводами 21). Переключатели 16 и 17 подключают выходные клеммы к первым вхоным клеммам, поэтому напр жени , снимаемые с выходов ЦАП 10 и. 11 и характеризующие процесс роста температуры точек, в которых расположены термодатчики 4 и 3 соответственно, поступают на первые входы дифференциальных усилителей 12 и 13, которые вырабатывают сигнал управлени  ,в зависимости от их разности с истинными значени ми напр жений, снимаемых с термодатчиков 4 и 3.

Так как нагреватели 18 и 19 расположены в част х 2, и 2 кожуха, а точки соприкосновени  последних с теплоизол ционной прокладкой 22 заземлены , то токи усилителей 14 и 15 мощности протекают через соответствующие нагреватели и электропроводно тело 2 или 2 кожуха на зеипю. Таким образом, в процессе выхода на режим обеспечиваетс  равномерность температурного пол  в пространстве, окружающем корпус кварцевого резонатора 20, и необходимый градиент температур между пространством, окружающим корпус кварцевого резонатора 20 и пространством в районе выводов 21 резонатора 20.

По истечении заданного времени выхода на режим на выходе таймера 7 формируетс  О и к первым входам дифференциальных усилителей 12 и 13 подключаютс  выходы задатчиков 5 и 6 которые задают необходимую температуру статировани  в районе выводов 21 и корпуса кварцевого резонатора 20, при этом температура в районе выводов 21 должна быть несколько меньше температуры в районе остальной части кварцевого резонатора 20. Таким образом , в процессе выхода на режим осуществл етс  равномерный прогрев корпуса кварцевого резонатора 20, так как кожух изготовлен из материала с высокой теплопроводностью, а определенный градиент температур между npocTpaHCTBONf района выводов 21 и района расположени  корпуса резонатора 20 обеспечивает равномер- ньй прогрев самого кристалла кварца, что ускор ет выход кварцевого резонатора на режим. После выхода термостата на режим регулирование осуществл етс  по пропорциональному закону.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известными  вл етс  простота и технологичность

Claims (2)

1. Формула изобретен 1. Устройство дл  термостабип ции кварцевого резонатора, содер щее термостат с расположенными в ри него первым и вторым термодат ками и кварцевым резонатором, по довательно соединенные первый диф ренциальный усилитель, первый ус 10 тель мощности и первый нагревател а также последовательно соединенн второй дифференциальный усилитель второй усилитель мощности- и второ нагреватель, а также первый и вто 15 задатчики температуры, причем пе термодатчик соединен с одним из в дов первого дифференциального ус лител , а второй термодатчик подк чен, к одному из входов второго ди 20 Ференциального усилител , отл чающеес  тем, что, с цел снижени  градиента температуры кв цевого резонатора, уЬтройство сод жит таймер, последовательно соеди 25 ненные первое посто нное запомина щее устройство и первый цифроанал вый преобразователь, последовател соединенные второе посто нное зап минающее устройство и второй цифр 30 аналоговый преобразователь, а такж первый и второй переключатели, при чем выходы каждого переключател  подключены к другим входам соответ ствующих дифференциальных усилител . jg выходы первого задатчика температу и первого цифроаналогового преобр зовател  подключены к соответствую входам первого переключател , выходы второго- задатчика темпер 40 турь) и второго цифроаналогового п образовател  соединены с соответст вующими входами второго переключа тел , выход таймера подключен к уп равл ющим входам посто нных запоми

   конструкции термостата, в котором ча- ° посто нных запоми „ 45 нающих устройств и переключателей,

   Р ТМ / . М V - If rt . Лчо I, j-ч   ... .

   сти 2 и 2 кожуха« фактически  вл ютс  нагревател ми и прогревают пространство камеры равномерно. Наличие теплоизол ционной прокладки и выполнение кожуха из материала с высокой теплопроводностью обеспечивает возможность оптимального прогрева кристалла кварца как в процессе выхода термостата на режим, так и в процессе термостатировани , что уменьшает врем  выхода кварца на рабочую частоту .

   первый термодатчик установлен у ко пуса кварцевого резонатора, а втор термодатчик установлен у выводов кварцевого резонатора.

   50
2. 2. Устройство по п. 1, отли чающеес  тем, что термода ки и кварцевый резонатор помещены в теплопроводный кожух, состо щий двух частей, разделенных теплоизоли

   55 РУвЩей прокладкой, а первый и второ нагреватели установлены в соответст вующих част х теплопроводного кожух

   Формула изобретени  1. Устройство дл  термостабипиза- ции кварцевого резонатора, содержа- щее термостат с расположенными внутри него первым и вторым термодатчи- ками и кварцевым резонатором, последовательно соединенные первый дифференциальный усилитель, первый усили- 10 тель мощности и первый нагреватель, а также последовательно соединенные второй дифференциальный усилитель, второй усилитель мощности- и второй нагреватель, а также первый и второй 15 задатчики температуры, причем первый термодатчик соединен с одним из входов первого дифференциального усилител , а второй термодатчик подключен , к одному из входов второго диф- 20 Ференциального усилител , отличающеес  тем, что, с целью снижени  градиента температуры кварцевого резонатора, уЬтройство содержит таймер, последовательно соеди- 25 ненные первое посто нное запоминающее устройство и первый цифроаналого- вый преобразователь, последовательно соединенные второе посто нное запоминающее устройство и второй цифро- 30 аналоговый преобразователь, а также первый и второй переключатели, причем выходы каждого переключател  подключены к другим входам соответствующих дифференциальных усилителей, .jg выходы первого задатчика температуры и первого цифроаналогового преобразовател  подключены к соответствующим входам первого переключател , а выходы второго- задатчика темпера- 0 турь) и второго цифроаналогового преобразовател  соединены с соответствующими входами второго переключател , выход таймера подключен к управл ющим входам посто нных запоми - -- ° посто нных запоми 5 нающих устройств и переключателей,

   ° посто нных запоми 45 нающих устройств и переключателей,

   .

   первый термодатчик установлен у корпуса кварцевого резонатора, а второй термодатчик установлен у выводов кварцевого резонатора.

   50 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что термодатчики и кварцевый резонатор помещены в теплопроводный кожух, состо щий из двух частей, разделенных теплоизоли55 РУвЩей прокладкой, а первый и второй нагреватели установлены в соответствующих част х теплопроводного кожуха.

   фиг.1