GB T 6427-1999 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法.pdf

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1、前言本标准是对 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法的修订本标准与 相比作了下列修订删去原标准中的符号表按照 标准化工作导则第单元标准的起草与表述规则第部分 标准编写的基本规定的规定 增加了前言 并按照试验方法作为一项独立标准内容及其顺序进行编号测试方法增加了电桥法删除了测试环境条件删除了有关自由电容 分布电容 的测试及并联谐振频率 修正等内容本标准从实施之日起 代替本标准由中华人民共和国信息产业部提出本标准由全国铁电压电陶瓷标准化技术委员会归口本标准起草单位 中国电子技术标准化研究所 国营 厂本标准主要起草人王玉功罗绍棠本标准于 年 月首次发布中华人民共和国国家标准压电陶瓷振子频率温度稳定性

2、的测试方法代替国家质量技术监督局 批准 实施范围本标准规定了压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法本标准适用于测试圆片径向伸缩振动模式 长条横向长度伸缩振动模式的压电陶瓷振子的串联谐振频率和并联谐振频率 以下简称频率 的温度稳定性引用标准下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时 所示版本均为有效 所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性压电陶瓷材料性能试验方法 圆片径向伸缩振动模式压电陶瓷材料性能试验方法 长条横向长度伸缩振动模式铁电压电陶瓷词汇定义和符号本标准中采用的定义和符号按 的规定测试原理温度稳定性是指压电陶瓷的性能随温度而变

3、化的特性 频率温度稳定性即为频率随温度变化的特性 一般可用频率温度系数或最大相对频率漂移这两种方法来描述在某一温度下温度变化 时频率数值变化与该温度下此频率的数值之比称为频率温度系数可用公式 表示式中 频率温度系数某温度下的频率频率随温度的变化率压电陶瓷振子的频率随温度的变化是非线性的其温度系数是温度的函数另外通常还用最大相对频率漂移表征压电陶瓷振子的频率温度稳定性可用公式 和 表示式中 正温最大相对频率漂移负温最大相对频率漂移在正温范围内 如 频率偏离常温 时频率的最大的值在负温范围内 如 频率偏离常温 时频率的最大值常温 时的频率值本标准采用传输网络测量试样的最大传输频率 最小传输频率 采

4、用阻抗分析仪测量试样的最大导纳频率 最小导纳频率 或谐振频率 反谐振频率 在一级近似下将试样置于正负温环境试验设备内 在规定的温度范围内测量不同温度点的相应频率就能得到频率随温度变化的关系曲线 从而求得频率温度系数或最大相对频率漂移测试条件试样尺寸及要求圆片试样按 的规定长条试样按 的规定试样应保持清洁干燥 在每个温度点测试前保温时间一般为 根据试样盒导热性能以及材料和试样尺寸的不同保温时间可适当增减测试信号要求测频率时电场强度测试方法串联谐振率 并联谐频频率 的测试传输线路法测试电路测试线路如图 图 所示电压表 频率计 振荡器 屏蔽盒 引线试样盒 正负温环境试验设备图 测 的线路电压表 频率

5、计 振荡器 屏蔽盒 引线试样盒 正负温环境试验设备图 测 的线路图 图 中匹配电阻 的阻值与信号发生器的输出阻抗相匹配 限流电阻 为试样两端的分布电容 远小于试样自由电容测试设备及要求信号发生器频率瞬时稳定度优于待测频率的精确度输出波形为正弦波 谐波失真抑制大于频率计分辨率优于 输入阻抗远大于信号发生器输出阻抗电压表输入阻抗大于 输入电容量不大于 频率范围应符合测试要求正负温环境试验设备能在要求的温度范围内如 提供温度均匀连续可调的正负温度环境 控温偏差不大于屏蔽盒接地良好屏蔽盒与各仪表连线用短屏蔽线 连接采用射频连接器试样盒及引线试样盒应采用良导热材料制成 盒内支架夹具的夹持力要小 以能夹住

6、试样为准并保证夹具与试样电极接触良好夹具与试样接触面的直径一般为 并夹在试样节点处 试样盒应加盖并尽量做到密封和干燥盒内相对湿度小于 试样盒与屏蔽盒之间的引线要尽可能短测试程序室温频率的测试将试样装入测试盒内 加盖密封后置于正负温环境试验箱内 测温点应靠近试样 以能真实反映盒内试样处的温度 按图 测试电路测串联谐振频率 其方法是调节信号发生器的频率使电压表指示最小此时频率为串联谐振频率 再按图 测试电路测并联谐振频率 其方法是调节信号发生器频率 使电压表指示最小此时频率为正负温频率的测试室温频率测试后按所需的测试温度改变正负温度环境试验箱的温度其升降温速率不大于在选定的温度点保持一定时间一般为

7、 然后重复 的方法测出该温度点的串联谐振频率 并联谐振频率 在整个温度范围内逐点进行测试温度点不小于 个 从而得到频率温度特性曲线变温方式推荐如下从常温直接降至负温最低点 并从此点开始按所需要的温度逐点进行测试 直至正温最高点电桥法测试电路如图 所示图 电桥法测试电路测试设备及要求电桥频率精度优于 阻抗分辨率优于正负温环境试验设备 同 的要求试样盒及引线 同 的要求测试程序室温频率的测试将试样装入试样盒内加盖密封后置于正负温环境试验箱内 测温点应靠近试样盒以能真实反映盒内试样处的温度 按图 测试电路 调节电桥的频率使试样的阻抗最小 此时频率为最大导纳频率或使试样相位为零 此时频率为谐振频率 增

8、高电桥频率使试样阻抗最大此时频率为最小导纳频率 或使试样相位为零此时频率为反谐振频率正负温频率的测试除按 规定的方法测出各温度点的频率外 其余测试程序按 的规定进行参数性能的计算频率温度系数的计算由测出的串联谐振频率 和并联谐振频率 的温度特性曲线 按公式 可计算任一温度的频率温度系数当某温度区间内频率与温度可近似看作线性关系时其中任一温度 的频率温度系数可用公式计算式中 串联谐振频率温度系数并联谐振频率温度系数频率与温度呈线性关系区间内任意二点的温度温度 时的串联谐振频率温度 时的串联谐振频率温度 时的并联谐振频率温度 时的并联谐振频率最大相对频率漂移的计算由测出的频率温度特性曲线 并以 为基准值按公式 和公式 分别计算正温最大相对频率漂移和负温最大相对频率漂移