Термочувствительные кварцевые резонаторы

В промышленности и науке часто требуется вести контроль температуры окружающей среды, производственной зоны, технологической среды, а также аналогичные температурные измерения. в настояшее время для этого используют всевозможные термометры и датчики температуры. В целях автоматизации процесса измерения температуры совместно с датчиками и термометрами применяются контроллеры. Контроллерные устройства включают в себя схемы считывания состояния датчика и аналого-цифровые преобразователи сигнала. Преобразованный сигнал поступает в процессорную систему для автоматического учета температуры среды и обработки полученных значений.

Внастоящий момент фирмой Jauch Quartz GmbH — крупным европейским производителем пьезокварцевой продукции разработан кварцевый резонатор для измерения температуры.

При помощи этих резонаторов можно проводить измерения температуры с точностью до 0,01 °C, поскольку частота резонанса кварцевой пластины имеет зависимость от температуры 90~94 ppm/K. Измеряемый диапазон температур очень широк (–50…+130 °C). Если необходимо, производитель может расширить диапазон измеряемых температур до +200 °C.

Преимущество использования термочувствительных кварцевых резонаторов состоит не только в высокой чувствительности, но и в простоте использования. Сигнал от резонаторов можно сразу обрабатывать в цифровой форме, что не требует использования дорогостоящих схем для аналого-цифровых преобразований сигнала и удешевляет контроль температуры.

Зависимость изменения частоты резонанса пьезокварцевой пластины от температуры не является линейной. Эта зависимость степенная с коэффициентом от 0,8 ppm/K².

Угол среза термочувствительных пьезокварцевых пластин отличается от угла AT-среза, но электрические параметры сходны с параметрами для пластин AT-среза. Значение динамической емкости C₁ несколько выше, чем для кристаллов AT-среза, но эти значения можно изменить по запросу заказчика.

Термочувствительные кварцевые резонаторы выпускаются в корпусе UM1 по известным технологиям и с малой временной температурной постоянной.

Маркировка термочувствительных кварцевых резонаторов производится по стандарту кварцевых резонаторов в корпусе UM1, то есть 2 ряда по 7 символов каждый. По запросу потребителя можно пометить вторую сторону, но это увеличит стоимость продукции.

Заказать термочувствительные пьезокварцевые резонаторы можно в обычном корпусе UM1 и в корпусе, клипованном для поверхностного монтажа, кроме того, возможен вариант упаковки резонаторов на ленту в катушки.

Ниже приведены типичные параметры производимых термочувствительных пьезокварцевых резонаторов.

• Тип корпуса: UM1 (MQ1).
• Частотный диапазон: 10~40 МГц.
• Резонансная мода: фундаментальная.
• Настройка частоты при 25 °C: ±500 ppm.
• Изменение частоты от температуры: 94 ppm/K.
• Временная температурная постоянная: 3 с.
• Старение: <3 ppm в год.
• Уровень мощности резонанса: 10–100 мкВт.
• Рабочий диапазон температур: –45… +125 °C.
• Шунтирующая емкость C0: менее 7 пФ.
• Нагрузочная емкость: 12~50 пФ или для последовательного резонанса.

Автор выражает благодарность г-ну Гаральду Виccеру (Mr. Harald Wisser) за предоставленную информацию.