Устройство для контроля качества пьезокварца Советский патент 1991 года по МПК G01R29/22 

(Л

С

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества пьезокварца в технологическом процессе. Цель изобретения - повышение производительности контроля качества. Устройство для контроля качества пьезокварца содержит термокамеру с электродами и термопарой, систему терморегулирования, источники опорного напряжения, аналоговый и цифровой компараторы, регистры, коммутаторы, измеритель тангенса угла диэлектрических потерь, тактовый генератор, делитель напряжения, триггер, формирователи импульсов. Повышение производительности достигается за счет полной автоматизации процесса контроля. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля качества пьезокварца для прецизионных кварцевых резонаторов.

Цель изобретения - повышение производительности контроля качества пьезокварца.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство включает термокамеру 1, систему 2 регулировки температуры, электроды 3, контролируемый образец пьезокварца 4, термопару 5, первый источник 6 опорного напряжения, второй источник 7 опорного напряжения, резистивный делитель 8 напряжения, вольтметр 9, измеритель 10 тангенса угла диэлектрических потерь, первый регистр 11, второй регистр 12, аналоговый компаратор 13, цифровой компаратор 14, тактовый генератор 15, D-триггер 16, первый формирователь 17 импульсов, второй формирователь 18 импульсов, третий формирователь 19 импульсов, первый коммутатор 20, второй коммутатор 21.

Устройство работает следующим образом.

Нагреватель термокамеры 1 через систему 2 регулировки температуры и второй коммутатор 21 подключают к электрической сети и контролируемый образец пьезокварца 4, заключенный между электродами 3, начинает нагреваться. При этом уровень подводимой мощности должен обеспечить возможность достижения в термокамере температуры 400-450°С, а порог срабатывания аналогового компаратора 13 - соответствовать температуре 150°С. Первое требование выполняется с помощью системы регулировки температуры, второе - посредством регулировки второго источника 7 опорного напряжения.

О 00 Ю 00 00

о

Когда температура электродов достигает 150°С, аналоговый компаратор 13 вырабатывает перепад напряжения, по которому первый коммутатор 20 запускает тактовый генератор 15. Сигналы последнего поступают на вход внешнего запуска измерителя 10 тангенса угла диэлектрических потерь. По каждому из этих сигналов производится автоматическое измерение , величина которого выводится на информационные выходы в цифровом коде, откуда поступает на информационные входы регистров 11 и 12. Соответствующие сигналы об окончании измерения с выхода управления поступают на вход синхронизации D-триггера 16, работающего в счетном режиме. Этот триггер делит частоту следования входных сигналов на 2. С его прямого выхода последовательность импульсов типа меандра поступает на вход первого формирователя 17, а с инвес- ного выхода - на вход второго формирователя 18. В том и в другом случае формирование осуществляется по фронту входных сигналов. В результате на выход первого формирователя поступает последовательность коротких сигналов, смещенная по времени относительно аналогичной последовательности сигналов с второго формирователя на один такт частоты следования сигналов на входе синхронизации D-триггера. Первая последовательность сигналов служит для управления первым регистром 11, вторая - для управления вторым регистром 12. Таким образом, во второй регистр записывается текущее значение tgd , в первый регистр предшествующее. Цифровой компаратор 14 сравнивает их между собой.

С ростом температуры tgd вначале увеличивается, а затем, по достижении максимума, уменьшается. Как только текущее значение tgd оказывается меньше предшествующего, на выходе цифрового компаратора 14 вырабатывается перепад напряжения, по которому третий формирователь 19 вырабатывает сигнал, предназна- ченный для одноразового запуска вольтметра 9, а второй коммутатор 21 отключает систему регулировки температуры от электрической сети, прекращая, тем, самым, нагрев контролируемого образца пьезокварца. В этот момент вольтметр 9 фиксирует величину напряжения на выходе резистивного делителя 8, который преобразует подаваемые на его входы термо-ЭДС(Е) термопары 5 и опорное напряжение первого источника 6 в разностное напряжение, величина которого с точностью до множителя 10° (где п - целое положительное число)

совпадает с величиной Q. Преобразование осуществляется по закону

Q 10n(A- оЕ), где Аи а - константы, зависящие от типа

среза контролируемого образца кварца и от температуры окружающей среды.

Необходимый закон преобразования Е в Q обеспечивается градуировкой устройства по двум эталонным образцам пьезокварца. Процедура градуировки включает в себя регулировку опорного напряжения и коэффициента деления. Эталонные и контролируемые образцы пьезокварца должны принадлежать к одному и тому же типу среза.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает автоматизацию процесса измерения, что увеличивает производительность труда и упрощает процедуру контроля качества пьезокварца. Формула изобретения Устройство для контроля качества пьезокварца, содержащее термокамеру с системой регулирования температуры и двумя

плоскими электродами, термопару, измеритель тангенса угла диэлектрических потерь, причем термопара находится в тепловом контакте с одним из электродов, с которыми соединен вход измерителя тангенса угла диэлектрических потерь, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса контроля, оно содержит два регулируемых источника опорных напряжений, резистивный делитель напряжения, вольтметр с внешним запуском, два регистра параллельного кода, аналоговый и цифровой компараторы, тактовый генератор, D-триггер. три формирователя импульсов, два коммутатора, причем источник

опорного напряжения соединен с первым входом делителя напряжения, термопара соединена с вторым входом делителя напряжения и первым входом аналогового компаратора, второй вход которого соединен с вторым источником опорного напряжения, выход делителя напряжения соединен с измерительным входом вольтметра, выход аналогового компаратора через первый коммутатор и тактовый

генератор - с измерителем тангенса диэлектрических потерь, цифровой выход которого соединен с информационными входами регистров, а выход управления - с входом синхронизации D-триггера, прямой

выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, а его инверсный выход - с входом второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсоз - с входом синхронизации первого регистра, выход второго формирователя импульсов - с входом синхронизации второго регистра, выходы регистров соединены с входами цифрового компаратора, выход которого соединен с входом третьего формирователя импульсов и управляющим

входом второго коммутатора, выход третьего формирователя - с входом внешнего запуска вольтметра, а выход второго коммутатора - с входами системы регулирования температуры.