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]

После настройки частоты резонаторы подлежат термотрен: ровке. Для этого их устанавливают на специальные металлические доски и ставят в вакуумный шкаф или термостат, где она сушатся в течение 4 ч при 120-140° С. Допускаемое отклонение частоты от номинальной после настройки составляет от -1-10-5 до +5-10-6.

Эталонировка этих резонаторов производится на вакуумной установке для индивидуальной металлизации. Резонатор в квар-цедержателе помещают в эквивалент генератора. Продолжитель-ность настройки частоты зависит от отклонения частоты от номи-нальной. Если частота пьезоэлемента ниже номинальной, то его направляют на переделку.

При рабочей температуре выше +20° С настройку частоты про- , изводят следующим образом. Измеряют частоту резонатора при , температуре +20° С, после этого его нагревают в термостате до " необходимой рабочей температуры и выдерживают в нем в тече- I ние 1 ч, затем снова измеряют частоту резонатора. При настрой- ке частоты в условиях комнатной температуры дается припуск по частоте (в плюс или минус) в зависимости от знака ухода частоты резонатора при измерениях в нагретом состоянии при комнатной температуре.

Для нетермостатированных резонаторов настройку производят сразу после измерения частоты.

Настройка частоты высокочастотных кварцевых резонаторов с пьезоэлементами прямоугольной и квадратной формы срезов

yxl/+ 35° и yxl/-49°. Для предварительной настройки частоты пьезоэлементы, укрепленные в технологическо.м держателе, включают в технологический генератор. По частотомеру определяют частоту пьезоэлемента. Если пьезоэлемент не возбуждается, следует тщательно промыть его и снова включить в сравкитель частоты. При работе пьезоэлемента в схеме на третьей механической гармонике частоту замеряют в генераторе по номинальной частоте пьезоэлемента.

Если окажется, что частота пьезоэлемента превышает номинальную, следует нарастить слой серебра, как указывалось выше. Время пропускания тока определяется отклонением частоты от номинального значения. При частоте пьезоэлемента, меньшей номинальной, с него надо снять часть серебра, для чего пьезоэлемент зажимают специальным зажимом по узким граням и кратковременно опускают в сосуд с электролитом. При этом с пьезоэлемента снимается часть серебра. Слой серебра можно уменьшить, пропуская ток в ванне с электролитом в обратном направлении. В данном случае плотность тока должна быть не выше 1-3 мА/см-. После предварительной настройки частоты допуск должен быть не больше + (300-500) Гц по абсолютному значению.

Настроенный по частоте пьезоэлемент устанавливают в кварцедержатель. Затем кварцевый резонатор помещают в технологический генератор и снова замеряют его частоту. Активность на-

страиваемого кварцевого резонатора определяют сравнением с активностью эталонного резонатора или соответствием требованиям технических условий. Проверяют зажатие пьезоэлемента в пружинах кварцедержателя. Сила зажатия пьезоэлемента в квар-цедержателе существенно влияет на изменение его частоты. Например, для пьезоэлементов среза г/л; -49° ослабление зажатия со временем увеличивает частоту пьезоэлемента, а поджатие пружин уменьшает его частоту.

Настройка частоты низкочастотных кварцевых резонаторов с пьезоэлементами-брусками с никелевым покрытием среза xys/+° в вакуумных кварцедержателях. На слое никеля пьезоэлемента размечают места припайки токопроводящих выводов, которые припаивают к обеим сторонам пьезоэлемента без предварительного вжигания точек. Конец струны длиной приблизительно 0,3 мм для прочности заг]1бают под углом 90°. Припаянные струны должны выдерживать нагрузку на отрыв не менее 9,8 Н. После каждой операции пьезоэлементы промывают дистиллированной водой и спиртом.

Предварительную настройку частоты пьезоэлементов производят в технологическом держателе. Если частота пьезоэлемента меньше номинальной, надо сточить его с одной стороны по торцу на шайбе абразивным микропорошком М10. Еслн частота пьезоэлемента больше номинальной, следует сточить его карборундовой палочкой по длинным ребрам. Еслн позволяет деление электродов, надо сточить пьезоэлемент по всем четырем ребрам равномерно. Эти операции следует повторять до тех пор, пока частота пьезоэлемента не будет на 5-7 Гц ниже номинальной. Еслн частота пьезоэлемента меньше номинальной более чем на 0,67о номинальной частоты, то надо проверить длину пьезоэлемента, а также расчет размеров и угол ориентировки брусков. Когда частота пьезоэлементов больше номинальной, причем подточка не дает нужных результатов, пьезоэлементы следует металлизировать заново.

Предварительно подогнанный по частоте пьезоэлемент монтируют в кварцедерлателе. Его устанавливают по центру кварцедержателя н пр1шаивают струны к выводам. Лишние концы струн обрезают. Места паек тщательно промывают. Кварцевые резонаторы сушат в термостате при 120-140° С в течение 4 ч.

Покрытие никелем должно быть чистым, допускаются лишь егебольшпе царапины по никелю не более 3 мм, не влияющие на параметры кварцевого резонатора.

При згалонировке кварцевых резонаторов в виде брусков измеряют частоту резонатора, помещенного в эквивалент. Если его частота ниже номинальной, то пьезоэлемент слегка стачивают по торцевой части карборундовой палочкой М20. Место подточки очищают кисточкой и промывают спиртом. После этой операции вторично измеряют частоту резонатора, помещенного в эквивалент, где его выдерживают до полного установления частоты.



Если частота кварцевого резонатора выше номршальной. т« пьезоэлемент следует сточить карборундовой палочкой по длн ному ребру. Эту операцию надо повторять до тех пор, пока частота резонатора не будет на 1 - 1,5 Гц ниже ном1Шальной. После, окончательной настройки и сушки пьезоэлемент и стеклянную, колбу для его герметизации очищают пылесосом. Затем покрытый стеклянной колбой пьезоэлемент направляют на откачку воздуха и заварку.

Настройка частоты низкочастотных кварцевых резонаторов с пьезоэлементами срезов xysl + b°; x;/s/-18°30; yxlj-bV; yxlj + S" в вакуумных кварцедержателях с жесткими или мягкими выводами. Металлизированные пьезоэлементы проходят операции деления и разрыва слоя серебра. Деление слоя серебра производят в зависимости от порядка гармоники колебаний пьезоэлемента и его геометрических размеров. Слой серебра разрывают по ребрам пьезоэлемента для создания электродов, после чего к пьезОт элементам припаивают токопроводящие выводы - струны. При повышенных требованиях к прочности припайки струн в пьезоэлемент предварительно вжнгают точки серебросодержащей пасты.

Деление электродов производят на станке специальной конструкции для электроискрового деления металлического слоя пьезоэлементов (рис. 6.6).


Рис. 6.6. Станок для электроискрового деления металлического слоя пьезоэлементов

rE~£i:f3"--

С продольными колебаниями дает разные емкости и индуктивности двух п0л0в1ш пьезоэлемента. При правильно расположенной линии раздела изменение ее ширины вызывает изменение индуктивности пьезоэлемента, так как индуктивность является функцией отношения площади покрытия к общей площади пьезоэлемента. Для широкого пьезоэлемента изменение ширины линии раздела не вызывает заметных отклонений индуктивности, тогда как для узких пьезоэлементов оно может изменить индуктивность.

Следует иметь в виду, что вдоль линии раздела возникает в юльшей или меньшей степени двойниковость вследствие мгновенных больших температурных градиентов, появляющихся при электроискровом делении металлизированной поверхности пьезоэлемента. .Двойниковость, возникающая при операции разделения, изменяет также резонансную частоту пьезоэлемента. При этом способе деления металлического слоя металлизированная поверхность пьезоэлемента и вольфрамовая игла для деления слоя служат электродами. Параллельно электродам включают магазин емкостей. Аккумулятор заряжает конденсатор через сопротивление. Искровой разряд конденсатора разрушает металлический слой поверхности пьезоэлемента в месте прикосновения к нему иглы.

Электрическая схема станка показана на рис. 6.7, где / - аккумулятор на 6 В, 2 - магазин емкостей с общей емкостьк> 1000-3000 мкФ и больше, которая подбирается практически, <?- сопротивление - электрическая лампочка напряжением 6 В, 4- вольфрамовая игла, 5 - пьезоэлемент.

Пьезоэлемент закрепляют на столе станка. Разрываемую поверхность пьезоэлемента смачивают спиртом и делят с помощью иглы в соответствии с разметкой. Иглу затачивают в зависимости от нужной ширины линии разрыва. Для разрыва слоя никеля по контуру приготовляют суспензию микропорошка МЮ в воде. Суспензию наносят кистью на шлифшайбу и шлифовкой по контуру производят разрыв. Качество разрыва проверяют мегаомметром на отсутствие замыкания меледу электродами. Сопротивление изоляции между электродами должно быть не менее 100 МОм при напряжении постоянного тока 100 В. Если электроды замыкаются, необходимо прочистить делительную линию.

Предварительную подгонку частоты пьезоэлемента производят в технологическом генераторе. Пьезоэлемент помещают в технологический кварцедержатель. Если частота пьезоэлемента больше номинальной, то следует досеребрить его гальваническим способом, погружая зажатый в зажим пьезоэлемент в электролит, при этом зажим .должен касаться катода. Плотность тока

у Л

Рис. 6.7. Электрическая схема станка для электроискрового деления металлического слоя пьезоэлементов



должна быть не более 3 мА/см. Пьезоэлементы, работающие пщ изгиб, если их частота выше номинальной, следует сточить по длин- » ным граням карборундовой палочкой М20. Если частота пьезоэле- мента ниже номинальной, то надо сточить пьезоэлемент по торцовым сторонам также карборундовой палочкой М20 или на шлифовальной стеклянной шайбе, не допуская при этом перекоса. Настройку частоты производят в пределах (200-50) 10 от номинальной.

После настройки по частоте пьезоэлементы монтируют в квар-цедержателе, для чего выводные струны припаивают к стойкам-кварцедержателя.

Существуют и другие методы исправления частоты пьезоэлементов срезов xijsl+b° и xys/-18°30, у которых частота больше номинальной. С помощью приспособления, имеющего форму гриба с радиусом закругления i?»50 мм, на длинных ребрах пьезоэлемента наносят выемки.

Выемки должны быть симметричны узловой линии. Размер выемки 0,15 мм с каждой стороны. При этом частота меняется & минус до 17о номинальной. При нанесении выемки частотный размер (длина) пьезоэлементов этих срезов увеличивается. Ширина в данном случае мало влияет на частоту.

На пьезоэлементах срезов yxl/ + 3S° и ух1/-51° делают кана ку на узловой линии. Частотный размер - длина - увеличивает ся, и частота понижается, а ширина не влияет на частоту. На длинных гранях пьезоэлементов среза yxl/+35° делают выемку (канавку), которая снижает частоту. Здесь также увеличивается частотный размер (толщина).

На эталоннровку поступают кварцевые резонаторы, настроенные с точностью (50-+30) 10" номинальной частоты. Точная настройка частоты пьезоэлементов на номинальную осуществляется также их подточкой карборундовой палочкой М20.

После откачки и заварки кварцевого резонатора измеряют его-частоту, при этом проверяется правильность оставленного приПус ка ухода частоты на заварку.

Настройка частоты кварцевых резонаторов с вибраторами ср

зов xys/-18°30; xt/s/ + 5°; xyslj+ 8°30/±ЗГ (вид колебаний - продольные по длине); xysl + b°; xi/s + 8°307±38° (вид колеба НИИ - изгиб). Производят замер частоты вибратора и определяют отклонение его частоты от номинальной. Если частота вибратора выше номинальной, то для ее понижения следует:

а) нанести на вибратор паяльником припой в местах, указанных на чертеже;

б) сточить середину длинных граней шлифовальным бруском или на шлифовальной шайбе у вибраторов со срезом xys/- -18°30; xys/ + 5°, xysl/+8°30/±34° (вид колебаний - продольные по длине), сточить длинные грани шлифовальным бруском или на шлифовальной шайбе у вибраторов со срезами xys/ + 5°l xysl/ + S°30/±38° (вид колебаний -изгиб). J80

Шлифовку вибраторов на шлифовальной шайбе производят суспензией из мнкропорошка с дистиллированной водой. Номер зернистости микропорошка выбирается в зависимости от степени частоты обработки поверхности пьезоэлемента. Настройку частоты вибраторов повторением технологической обработки производят до достижения допусков, указанных в технических условиях.

Если частота вибратора ниже номинальной, то для ее повышения необходимо равномерно сточить на шлифовальной шайбе вибратор по торцам с двух сторон. Допускается повышение частоты стачиванием точек припоя на вибраторе (надфилем или шлифовальным бруском).

Настройка частоты кварцевых резонаторов с вибраторами среза ух15/ + 51°/ + 45°. Вибратор устанавливается в технологическом держателе в генератор, где с помощью частотомера замеряется его частота и определяется отклонение частоты от номинальной.. Допуск по частоте до настройки в диапазоне частот этого среза (100-300 кГц) должен быть от -ЫОО до -2200 Гц.

Для определения изменения частоты термостатированных резонаторов в нулчном интервале температур определяют изменение частоты при минимальной температуре, затем накрывают вибратор термостатом и выдерживают прн максимальной температуре-до установления частоты. Вычисляют изменение частоты вибратора в зависимости от изменения температуры.

Уменьшение изменения частоты вибратора в интервале температур производится следующим образом:

а) если частоту нужно повысить, то вибратор шлифуют на шлифовальной шайбе равномерно с двух противоположных сторон с меньшим размером;

б) еслн частоту нужно понизить, то следует равномерно закруглить все четыре угла вибратора.

Шлифовка вибратора на шлифовальной шайбе производится суспензией микропорошка М14 с дистиллированной водой. Вибратор промывают в струе проточной дистиллированной воды ив спирте путем окунания.

Если частоту вибратора следует понизить по отношению к номинальной, то для этого надо нанести на вибратор припой симметрично по двум или четырем углам. Еслн частоту вибратора Надо повысить по отношению к номинальной, необходимо шлифовать вибратор равномерно по длинным сторонам на шлнфшайбе. Повышение частоты вибратора производится таклче стачиванием подстроенных точек припоя надфилем или шлифовальным бруском.

6.5. МЕТОДЫ ЭТАЛОНИРОВКИ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ:

Вакуумная установка для индивидуальной металлизации. Для окончательной настройки кварцевых пьезоэле.ментов может быть использована вакуумная- установка для индивидуальной металлизации пьезоэлементов. В этой установ--



[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