Устройство для проверки широкополосных измерительных кварцевых генераторов Советский патент 1979 года по МПК G01R31/28 G01R29/22 

1

Изобретение относится к технике контроля аппаратуры для измерений параметров пьезокварцевых изделий.

Известна схема для поверки импедансметра, которая содержит набор замещающих резисторов и частотноизмерительную аппаратуру.

Недостаток такой схемы - низкая точность поверки.

Известна также поверочная схема генератора, которая содержит набор контрольных кварцевых резонаторов и замещающих резисторов.

Погрешность измерения частоты определяется по частоте контрольных кварцевых резонаторов с носледующим сравнением результатов измерений с истинными значениями частот.

Погрешность измерений динамического сопротивления кварцевых резонаторов определяется по сопротивлению замещающих резисторов с последующим сравнением результатов измерения с истинными сопротивлениями замещающих резисторов.

Недостаток этой схемы - сложность и низкая точность процесса поверки, обусловленная погрешностями контрольного кварцевого резонатора из-за старения его параметров.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса поверки.

Это достигается тем, что устройство для поверки широкополосных измерительных кварцевых генераторов, содержащее замещающий резистор, выход которого подключен к входной клемме, и частотомер, вход которого подключен к выходной клемме широкополосного измерительного кварцевого генератора, снабжено генератором, регулируемым аттенюатором, трансформатором, компаратором и измерителем отношения напряжений, при этом выход генератора через регулируемый аттенюатор соединен с входом замещающего резистора, с первым входом компаратора и с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй вывод обмотки которого соединен с выходной клеммой, с вторым входом компаратора и с первым входом измерителя отношения напряжений, второй вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора, причем выход компаратора соединен с управляющим входом

регулируемого аттенюатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства для поверки щирокополосных измерительных кварцевых генераторов. Устройство содержит генератор 1, регулируемый аттенюатор 2, замещающий резистбр 3, компаратор 4, трансформатор 5, широкополосный измерительный кварцевый генератор 6, измеритель отношения напряжений 7 и частотомер 8.

Устройство для поверки широкополосных измерительных кварцевых генераторов работает следуюш.им образом.

Напряжение с выхода генератора 1 через управляемый аттенюатор 2 и замещающий резистор 3 поступает на входную клемму широкополосного измерительного кварцевого генератора 6, а на его выходной клемме устанавливается напряжение в соответствии с условием баланса амплитуд. На входы компаратора 4 поступают напряжения с выходов широкополосного измерительного кварцевого генератора 6 и управляемого аттенюатора 2. Выходное напряжение с компаратора 4 воздействзет на управляющий вход аттенюатора 2 и выравнивает напряжения, поступающие на входы компаратора 4. Динамическое сопротивление кварцевых резонаторов определяется по отношению напряжений на выходной и входной клеммах широкополосного измерительного кварцевого генератора. Поэтому при равенстве напряжений на входе замещающего резистора и выходной клемме щирокополосного измерительного кварцевого генератора б показания шкалы отсчета динамического сопротивления должн соответствовать сопротивлению замещающего резистора 3. Отклонение показаний шкалы отсчета динамического сопротивления от истинного значения замещающего резистора характеризует погрешность измерений динамического сопротивления кварцевого резонатора, если последний возбужден в широкополосном измерительном кварцевом генераторе вблизи частоты при последовательном резонансе. Так как напряжения на входах компаратора 4 устанавливаются равными, то равны напряжения, поступающие па первичную обмотку трансформатора 5. Поэтому напряжение, поступающее с вторичной обмотки трансформатора 5 на второй вход измерителя отношения напряжений 7, пропорционально величине и сдвигу фаз между напряжениями на первичной обмотке трансформатора

5.Поскольку на первый вход измерителя отношения напряжений 7 поступает напряжение с выходной клеммы широкополосного измерительного кварцевого генератора

6,то напряжение на выходе измерителя отношения напряжений 7 пропорционально только сдвигу фаз между напряжениями на первичной обмотке трансформатора 5. Таким образом, по напряжению на выходе измерителя отношения напряжений 7 можно определить отклонение частоты возбуждения кварцевого.резонатора в широкополосном измерительном генераторе от его частоты при последовательном- резонансе по формуле и

Ij-il -K2(3э

fs

где IT - частота возбуждения кварцевого резонатора в щирокополосном измерительном кварцевом генераторе;. . /S - частота кварцевого резонатора при последовательном резонансе; К. - коэффициент пропорциональности;

и - напряжение на выходе измерителя отношения напряжений 7; Qa - эквивалентная величина добротности четырехполюсника измерительного кварцевого генератора 6. Частотомер 8 измеряет частоту возбуждения широкополосного измерительного кварцевого генератора 6.

В качестве примера приведена Методика поверки щирокополосного измерительного кварцевого генератора 6 на частоте 1 мГц и отметке 100 Ом шкалы отсчета динамического сопротивления. Объем поверки включает в себя:

-определение погрещности измерений частоты кварцевого резонатора на частоте 1 мГц в широкополосном измерительном кварцевом генераторе 6;

- определение погрешности измерений сопротивления кварцевого резонатора, рав-. ного 100 Ом, в широкополосном измерительном кварцевом генераторе.

Методика поверки не требует применения контрольных кварцевых резонаторов, и состоит в следующем:

- частоту генератора устанавливают равной 1 мГц;

-сопротивление замещающего резистора 3 устанавливают равным 100 Ом;

-производят отсчет выходного напряжения измерителя отношения напряжений 7 и по его величине определяют погрешность измерений частоты кварцевого резонатора по приведенной формуле;

-если погрешность измерения частоты возбуждения кварцевого резонатора лежит в пределах допуска, то производят отсчет величины сопротивления по шкале отсчета

динамического сопротивления;

-отклонение показания щкалы отсчета динамического сопротивления от истинного значения замещающего резистора характеризует погрещность измерения динамического сопротивления кварцевого резонатора в широкополосном измерительном кварцевом генераторе 6.

Формула изобретения

Устройство для поверки широкополосных измерительных г.влрцевых генераторов, содержащее замещающий резистор, выход которого подключен к входной клемме, и частотомер, вход которого подключен к

выходной клемме широкопблбсногб Измерительного кварцевого генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса поверки, в него введены генератор, регулируемый аттенюатор, трансформатор, компаратор и измеритель отнощения напряжений, при этом выход генератора через регулируемый аттенюатор соединен с входом замещающего резистора, с первым входом компаратора и с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй вывод обмотки которого соединен с выходной клеммой, с вторым входом компаратора и с первым входом измерителя отнощений напряжений, второй вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора, причем выход компаратора соединен с управляющим входом регулируемого аттенюатора.

Ч-wv..

1