145426. lajstromszámú szabadalom • Eljárás piezoelektromos kristályok hőfüggőségének nagy pontossággal való mérésére
2 145.426 tehát a fázismérés érzékenysége éppen a kis el-' hangolásoknál a legnagyobb, ami az e találmánnyal kapcsolatos kérdés szempontjából igen előnyös. A fáziseltérés legegyszerűbben katódsugároszcilloszkópon mutatható ki. Ha x-szel jelöljük a vízszintes eltérítés — és y-nal a függőleges eltérítés mértékét, amit a vezérlő váltófeszültségek határoznak meg, akkor x = a sin to t y = b sin (cot—f) ahol <f> a két vezérlőfeszültség közötti fáziskülönbség, a és b pedig a vezérlőfeszültségek amplitúdói. A katódsugároszcilloszkóp ernyőjén a vízszintes és függőleges lemezpár vezérlése esetén általában egy ellipszis jelenik meg, amelynek egyenlete a (7) és (8) egyenletekből vezethető le. A levezetés eredményeként azt kapjuk, hogy az ellipszis kistengelyének hossza d = l/2~~äT (9), Ha f P = 0, akkor d = 0. Amint az alább következő mérési leírásból kitűnik, a mérés mindig 'P = 0 fázishelyzet közvetlen közelében történik. Feltételezve, hogy a katódsugároszcilloszkópon képezett . és egyetlen egyenessé kialakított ellipszis ágainak fél-milliméteres szétválása jól észlelhető és ezt tekintjük leolvasási hibának, d = 0,5 mm (10). Ha az ellipszis nagytengelye éppen átfogja egy 75 mm-es katódsugároszcilloszkóp csövének ernyőszélességét, akkor a ^ 55 mm (11). A fentebbi átlagos kristályadatok mellett Q^ 2,1<T4 (12). Kis szögek esetén a szög tg-e egyenlőnek vehető a szöggel, ezért az (5) egyenletből következik, hogy <P = Q»? (13) és a (9)-ből: d = Y2 a Qry (14), és ebből: r/ ~ yrtci as). és a (10), (11) és (12) behelyettesítésével Jó kép-élességű katódsugároszcilloszkópot használva és a mérendő feszültség értékét 5—10-szeíesére növelve, a mérési hibahatárt 10~8 nagyságrendűre lehet csökkenteni. A találmány szerint alkalmazott mérési berendezést a mellékelt ábra tünteti fel és lényegileg a következő alkatrészekből áll: Egy függőleges és vízszintes ágakból álló un. Jt-tagból, amelynek két függőleges ága egy-egy (12, 13) tiszta ohmos ellenállás, míg a vízszintes ágban felváltva a (11) melegítőszekrénybe helyezett (3) vizsgálandó kristály, illetve egy változtatható, reaktanciamentes (5) ellenállás helyezhető el. A Jt-tagot egy finoman hangolható (2) generátor táplálja, amely átfogja a méréshez szükséges frekvenciatartományt. A jt-tag kimenetéhez egy (6) csővoltmérő csatlakozik, valamint egy (7) katódsugároszcilloszkóp egyik lemezpárja. A másik lemezpár egy (8) fázistolón keresztül az előbb nevezett (2) generátor kimenetére csatlakozik, éppúgy, mint egy másik (10) katódsugároszcilloszkóp egyik lemezpárja, míg ez utóbbi katódsugároszcilloszkóp másik lemezpárjához egy további, (1) etalon-generátor csatlakozik. E berendezés felhasználásával ,— a rajzban írt jelölések mellett — a találmányban alkalmazott mérési eljárás a következő: A (2) változtatható frekvenciájú generátort az (1) etalon-generátor segítségével — amelynek frekvenciája azonos a . vizsgálandó kristály névleges frekvenciájával — a (11) melegítőszekrénybe helyezett, alap-hőmérsékleten levő (3) mérendő kristály névleges frekvenciájára hangoljuk, ami a (10) katódsugár oszcilloszkópon egy álló (nem forgó) kép előálltában jelentkezik; majd a JT-tagba kapcsolt mérendő kristályt a vele soros (4) hangolókapaeitással a tápfeszültség frekvenciájára állítjuk be; ennek beálltát a (6) csővoltmérő maximális kitérése mutatja. Ezután a (3) kristály helyébe a (9) kapcsoló segítségével az (5) változtatható ellenállást kapcsoljuk és ennek értékét úgy állítjuk be, hogy a (6) csővoltmérő az előbbi maximális értékkel egyező kitérést mutasson; ekkor az (5) változtatható ellenállás értéke megegyezik a mérendő kristály soros rezonáns ellenállásával. Most a (8) fázistolóval a (7) katódsugároszeilloszkópon megjelenő képet egy egyenes vonallá korrigáljuk, ami — arra való tekintettel, hogy az (5) ellenállás fázist nem forgat — nulla ifázisforgatásnak felel meg. Ezután visszakapcsoljuk a ir-tagba a (3) kristályt és a (4) hangolókapacitással a (7) katódsugároszcilloszkópon az előbbi, nulla-fázisforgatásnak megfelelő képet állítjuk elő. E beállításnál tehát a kristály nulla fázisforgatás mellett az alacsonyabb hőmérsékletnek megfelelő frekvencián rezeg, ez tehát a kristály hőfoktényezője mérésének alap-állása, alap (környezeti) hőmérséklet mellett. Ezután a (4) hangolókondenzátor változatlan állása mellett a (3) mérendő kristály hőmérsékletét a (11) melegítőszékrény segítségével a kívánt hőfokra emeljük. Feltételezve, hogy a hőfokváltozás következtében a kristály soros rezonáns frekvenciája megváltozott, a (2) változtatható generátort a kristály frekvenciájára hangoljuk, amit a (6) csővoltmérő maximális kitérése jelez; majd ismét az (5) változtatható ellenállást kapcsolva a kristály helyére, az ellenállást a kristállyal ekvivalens értékre állítjuk. Most a (8) fázistolóval nulla fázisforgatásnak megfelelő képet állítunk elő, majd bekapcsolva a (3) kristályt, a (2) változtatható frekvenciájú generátort a nulla fázisforgatásnak megfelelő frekvenciára hangoljuk, aminek beálltát a (7) katódsugároszcilloszkópon az előbbi beállításnak megfelelő kép fogja mutatni. E beállításnál tehát a kristály nulla fázisforigatás mellett • (7), • (8),
