Главная  Пьезоэлектрический резонатор 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [ 15 ] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]

На рис. 3.6 видна установка нонизационной камеры по уг, отклонения (2Э=26°40) от нрани, параллельной большому poi боэдру R.

- Точная кристаллографическая ориентировка кристаллически* элементов но углу среза является первым важным условием для получения кварцевых резонаторов с минимальным ТКЧ п хорошими характеристиками в широком интервале температур. Для измерения ориентировки и угла среза кристаллических элементов в производстве применяются наиболее точные рентгенгониометры с ценой деления шкалы 5-60". Однако температурно-частотные характеристики кварцевых резонаторов различных срезов, изготовленных в нроизводственных условиях, показывают, что точность кристаллографической ориентировки среза на 1 - 1,5 порядка ниже приведенных значений. Исследованиями причин такого несоответствия точности шкалы рентгенгониометра и точности кристаллографической ориентироЕки среза было установлено [26], что суммарная погрешность измерения определяется тремя группами погрешностей: случайными, методическими и инструментальными. Две первые группы погрешностей определяются точностью юстировки рентгенгониометра, методикой и условиями измерения угла среза. При надлежащей юстировке рентгенгониометра и применении соответствующей методики измерения эти погрешности могут быть полностью устранены.

Однако все инструментальные погрешности измерения, имеющие систематический характер, определяются физическими особен-иостя.ми рентгеновского излучения и аналитический учет их сопряжен со значительными трудностями. Методы компенсации инструментальных погрешностей изложены в [26]. Они позволяют получить абсолютную и относительную точность измерения угла среза в пределах до ±10".

Настройка рентгенгониометра. Настройка рентгенгониометра заключается в том, чтобы так установить кварцедержатель Кд по отношению к рычагу РКд, связанному с кварцедержателем, чтобы между рабочей плоскостью Кд и нулевым положением рычала кварцедержателя был угол максимального отражения 0 рентгеновских лучей от той атомной плоскости, ло которой желают настроить рентгенгониометр. Приняв угол 8 за нулевой замер данной атомной плоскости (нулевым замером называют величину отсчета по лимбу рентгенгониометра, характеризующую ту или иную атомную плоскость кристалла кварца), нулевые замеры других атомных плоскостей определяют как разности между их углами 01, Ог, вз... и углом 8, по которому настроен рентгенгониометр-Обычно вычитают меньшую величину из большей.

Самым .малым углом 8 атомных плоскостей будет угол Брэгга атомной плоскости призмы 8т=10°26, но по нему не настраивают рентгенгониометр вследствие того, что относительная интенсиз-ность отражения от этой плоскости мала, тогда как относительная интенсивность отражения рентгеновских лучей от атомной плоскости ромбоэдра R при максимальном угле отражения в" достаточно

велика. По атомной плоокости ромбоэдра и цринято настраивать рентгенгониометр.

Рентгенгониометр настраивают по эталону атомной плоокости оомбоэдра R следующим образом:

а) ионизационную камеру устанавливают по лимбу рентгенгониометра на двойной угол 28 максимального отражения рентгеновских лучей от атомной плоскости ромбоэдра R; согласио табличным данны1М двойной угол 28 = 26°40;

б) в кварцедержатель вставляют точно обработанный элемент - эталон атомной плоскости ромбоэдра R.

Рычаг, связанный с кварцедержателем, при включенном рентгенгониометре должен строго устанавливаться на делении О" шкалы лимба. Этот замер, называемый нулевым замером атомной плоскости ромбоэдра, должен получиться при любом положении правильно вставленного в кварцедержатель эталона.

Нулевое положение на рентгенгониометре регистрируют в тот момент, когда отклонение стрелки миллиамперметра будет наибольшим. В этот момент останавливают движение рычага кварцедержателя РКд. Если рычаг, связанный с кварцедержателем, не останавливается на нуле шкалы лимба, то следует произвести настройку рентгенгониометра. Для этого рычаг, связанный с кварцедержателем, надо установить на 0° шкалы лимба. Освобожденный от рычага кварцедержатель с закрепленной в нем пластиной-эталоном R следует вращать в рентгеновских лучах достаточной плотности до тех пор, пока отклонение стрелки миллиамперметра не будет наибольшим. Затем, не изменяя положения кварцедержателя Кд, необходимо закрепить его стопорным кольцом на рычаге кварцедержателя. После закрепления стопорного кольца следует произвести несколько замеров эталона атомной плоскости ромбоэдра R.

Если верньер кварцедержателя при замерах останавливается точно на 0 шкалы лимба, то можно считать, что кварцедержатель установлен верно, в противном случаем настройку рентгенгониометра надо повторить.

Несовпадение делений шкалы лимба с делением верньера можно устранить, регулируя стопорным винтом головку верньера до совпадения делений. Несовпадение нулевых замеров других атомных плоскостей при контрольных замерах с помощью Эталонов этих атомных плоскостей свидетельствует о неправильной работе рентгенгониометра. Причиной неисправности рентгенгониометра является либо недоброкачественность эталонов, применяемых для настройки и контроля, либо неправильное положение отдельных деталей механизма рентгенгониометра. Только точно настроенный рентгенгониометр будет годен к работе для замера угла среза кристаллических элементов и ориентации кристаллов кварца по пробным срезам.

После настройки рентгенгониометра по эталону атомной плоскости можно приступить к измерениям угла среза кристаллических элементов. Для этого вместо эталона в кварцедержатель



встайляют кристаллический элемент и передвигают ионизацион ную камеру К в положение, при котором интенсивность отраженных рентгеновских лучей наибольшая. Разность в отсчетах по лимбу, соответствующих первоначальному и конечному положениям ионизационной камеры, дает угол между атомной плоско-стью эталона и измеряемой плоскостью элемента.

Разность измеренного на рентгенгониометре угла пробного среза и требуемого угла среза составляет поправку, на которую изменяют установку подлежащего распиловке кристалла кварца на суппорте распиловочного станка.

Правила техники безопасности при работе на рентгенгониометре. Невидимые рентгеновские лучи являются опасными для человека при непосредственном облучении ими. Нельзя подвер. гать себя и окружающих лиц даже самому кратковременному облучению рентгеновскими лучами, с помощью которых производится замер углов среза кристалла кварца на рентгенгониометре.

Для защиты человека от облучения рентгеновскими лучами устанавливаются заградительные экраны, изготовленные из материала, хорошо поглощающего эти лучи, например свинца. Хорошо поглощаются «мягкие» рентгеновские лучи, с помощью которых производится замер углов среза кристалла кварца.

При размещении нескольких установок в одном помещении взаимное их расположение должно быть таким, чтобы при любых рабочих операциях пучок рентгеновского излучения не мог попасть на постоянные рабочие места.

Отверстие коллиматора, откуда выходят рентгеновские лучи, должно автоматически запираться, чтобы не пропускать рентгеновские лучи при поднятом вверх предохранительном экране, который находится в этом положении, пока в кварцедержатель вставляется кварцевая пластина для замера.

Во время настройки рентгенгониометра стопорное кольцо на рычаге кварцедержателя следует закреплять таким образом, чтобы руки настройщика не находились на уровне прохождения рентгеновских лучей от коллиматора до эталона пластины и от эталона пластины до камеры.

Юстировку рентгенгониометра необходимо* проводить удлине: ным торцовым ключом, чтобы защитить руки оператора от изл чения.

Для дозиметрии легкого рентгеновского излучения рекомен ется применять прибор типа «Луч-А» с торцовым счетчиком, качестве предельно допустимого применяется такой уровень и: лучения, при котором в любой доступной точке установки пок зание прибора «Луч-А» составляет не более 20 имп./с.

На полу около рентгенгониометра должен находиться резиновый коврик, предохраняющий от высокого напряжения, которое может попасть на корпус рентгенгониометра в случае его неисправности. Корпус рентгенгониометра должен быть тщательно заземлен. Не следует открывать защитных ограждений, за которыми стоят приборы, находящиеся под напряжением. Провод

электропитания рентгенгониометра должны быть исправными, не иметь оголенных мест и не мешать работе. Все работающие на" рентгенгониометре должны знать правила техники безопасности.

Мощность дозы излучения на расстоянии 5-10 см от места рассеивания пучка может достигать 2,58 Кл/кг-ч (1 Р/ч). Защита от рентгеновского облучения должна обеспечивать ослабление излучения на рабочем месте до значения, не превышающего допустимых 0,258 Кл/кг-ч (100 мР/ч).

3.5. ОРИЕНТИРОВКА И РАЗМЕТКА КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА НА БЛОКИ СРЕЗА х ПО ФИГУРАМ АСТЕРИЗМА

Если поместить под точечный источник света / (см. рис. 3.4) протравленный и высушенный теплым воздухом кристалл кварца (это может быть кристалл любого вида), то в нем обнаруживается, как было указано выше, световая фигура - фигура астеризма. Как видно на рис, 3.7, для правого кристалла кварца она

<7\

Рис. 3.7. Фигуры астеризма в плоскости YZ для правого (а) и левого (б) кристаллов кварца


Рис. 3.8. Схематическое изображение плоскости YZ, пересекающей кристалл кварца

имеет вид единицы, а для левого - зеркального изображения «диницы. Эта фигура расположена в кристаллографической плоскости YZ. Вершина единицы показывает направление кристаллографической оси Z. При этом глаз наблюдателя, луч света и фигура астеризма находятся в вертикальной плоскости, параллельной плоскости YZ. На рис. 3.8 Ш1риховыми линиями показана эта Плоскость.

На поверхность кристалла кварца мягким красным карандашом наносят направление, указанное фигурой астеризма. По этой -1ИНИИ, параллельной плоскости YZ, производят распиловку кристалла кварца на блоки сррза х. При этом плоскость режущего



диска должна быть направлена параллельно плоскости У2. Прц наклейке кристалла кварца на стеклянную подставку (плашку) плоскость наклейки должна быть перпендикулярна плоскости У2, Плоскость наклейки отмечают крестом.

Если у кристалла кварца отсутствует естественная грань призмы, перпендикулярная плоскости YZ, такую грань создают под. шлифовкой кристалла на шлифовальной шайбе.

Кристаллы искусственного кварца подшлифовывают и наклеивают на плоскость ХУ.

Ориентировка и разметка х-блоков на косые срезы. На площадку 3 астероскопа (см, рис, 3.4) помещают вырезанный блок среза X для последующей ориентировки по фигурам астеризма. Плоскость yz блока среза х для этого случая показана на рис. .3.8. Блок устанавливают над игольчатым отверстием в площадке 5, расположенным над источником света 5, так, чтобы луч проходил через толщу среза в направлении отрицательной кристаллографической оси X. При отсутствии дефектов в кристалле кварца получается изображение световой фигуры астеризма, представляющей собой параллелограмм для левого и правого кристаллов кварца (рис. 3.9). Передвигая х-блок или перевертывая его на 180° по отношению к точечному отверстию прибора.

Рис. ,3.9. Фигуры астеризма в блоках срезов x для левого (а) и правого (б) кристаллов кварца

добиваются четкого изображения параллелограмма. В левом кристалле кварца у наблюдаемого светового .параллелограмма длинная сторона наклонена вниз надрано, в правом кристалле - вниз налево.

Световые фигуры астеризма, как это практически установлено, определяют следующие ориентирующие направления:

а) короткая сторона параллелограмма - положение кристаллографической оси Z;

б) короткая диагональ параллелограмма - положение кристаллографической оси У;

в) перпендикуляр, опущенный на плоскость, на которой наблюдается световая фигура параллелограмма, - кристаллографическую ось X;

г) длинная сторона параллелограмма - приближенно направление грани большого ромбоэдра R; угол, образованный длинной стороной параллелограмма с ребром грани R в плоскости YZ, приблизительно равен 13° (рис. 3.10);

д) линия, проведенная под углом 76°26 к грани большого ромбоэдра R, - направление грани малого ромбоэдра г.

Для разметки различных срезов применяются маркированные шаблоны треугольной формы. Шаблон прикладывают к световой Lrype (параллелограмму) так, чтобы катет прямоугольного тре-гольника шаблона, образующий с гипотенузой заданный угол греза, совместился с направлением оси Z кристалла кварца. По


Fuc. 3.10. Схематическое изображение проекции срезов на плоскость YZ для левого (а) и правого (б) кристаллов кварца

гипотенузе шаблона проходит линия разметки, которую наносят на кристалл. На рис. 3.11 показаны примеры разметки .jf-блоков на положительные и отрицательные срезы уху + 35° и yxll-49° с помощью шаблонов.


Рис. 3,11, Разметка блоков с помощью Шаблонов на положительные (а) и отрицательные (б) срезы

На рис. 3.10 изображены проекции срезов на плоскость Y7. ДЛЯ левого и правого кристаллов кварца. Радиус, исходящий из центра пересечения кристаллографических осей YZ в направлении отрицательного (малого) ромбоэдра, указывает на отрицательные срезы, расположенные в отрицательном угле (--6) меж-ДУ кристаллографическими осями Z и У. Радиус, и-сходящнй из



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [ 15 ] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]

0.0008