Таранчук Алла Анатоліївна. П'єзорезонансні пристрої зі скороченим часом встановлення теплового режиму резонатора

Краткое описание

Таранчук Алла Анатоліївна. П'єзорезонансні пристрої зі скороченим часом встановлення теплового режиму резонатора : дис... канд. техн. наук: 05.12.13 / Хмельницький національний ун-т. — Хмельницький, 2006. — 159арк. : рис., табл. — Бібліогр.: арк. 135-147

Таранчук А.А. П’єзорезонансні пристрої зі скороченим часом встановлення теплового режиму резонатора. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.13 радіотехнічні пристрої та засоби телекомунікацій. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського „ХАІ”, Харків, 2006.
Дисертація присвячена питанням вибору раціонального теплового режиму кварцового резонатора (КР) на етапі встановлення коливань. В роботі запропонована та досліджена повна динамічна модель багаточастотного кварцового генератора (БКГ), в якій вперше враховуються термодинамічні характеристики кварцового резонатора. Показана можливість керування тепловим режимом КР шляхом варіації параметрів БКГ для мінімізації впливу термодинамічних характеристик кварцового резонатора на тривалість встановлення багаточастотного режиму коливань.
Проведена на основі розроблених алгоритмів і програмного забезпечення оптимізація теплообмінних процесів п’єзодатчика з модульованим міжелектродним зазором підтвердила ефективність їх використання для скорочення тривалості встановлення теплового режиму резонатора.

В роботі отримали подальший розвиток питання покращення термодинамічних характеристик та скорочення часу готовності сучасних ПРП, які є актуальними у зв’язку з тенденціями зростаючого використання в переносній та мобільній апаратурі радіозв’язку, у телекомунікаційному та навігаційному устаткуванні, в обчислювальній та мікропроцесорній техніці кварцових резонаторів-термостатів та мініатюрних кварцових резонаторів поверхневого монтажу (SMD-конструкції).
Найбільш важливими науковими і практичними результатами, які отримані в роботі, є:
вперше для типових конструкцій найпоширеніших КР побудована математична модель теплообмінних процесів в КР, яка враховує всі види цих процесів в резонаторі. Виявлено, що основним процесом, який обов’язково повинен враховуватися, є кондуктивний теплообмін, а для деяких типів резонаторів (резонаторівтермостатів) необхідно враховувати і радіаційну складову. Оцінка вкладу конвективного теплообміну показала, що їм можна зневажити.
удосконалений метод визначення температурно-наведених зсувів частоти ПРП, який базується на залежності термодинамічних зсувів власних частот п’єзоелемента від внутрішніх термомеханічних напруг, які виникають в ПЕ на етапі встановлення коливань. Запропоновано визначати ці зсуви у вигляді суми статичної (ТЧХ) та динамічної компоненти, яка визначається градієнтами температури в кварцовому резонаторі.
вперше побудована і проаналізована повна динамічна модель багаточастотного кварцового генератора, яка враховує термодинамічні характеристики КР на етапі встановлення коливань. Встановлено, що нестабільності частоти викликані зміною теплового режиму КР на етапі встановлення коливань в 5...8 разів перевищують нестабільності, обумовлені амплітудно-фазовою конверсією в БКГ. Показана можливість керування тепловим режимом КР шляхом варіації параметрів БКГ для мінімізації впливу термодинамічних характеристик кварцового резонатора на тривалість встановлення багаточастотного режиму коливань.
вперше проведений аналіз теплового режиму п’єзодатчика з ММЗ та сформульовані рекомендації по удосконаленню його конструкції з метою покращення термодинамічних характеристик. Як наслідок час встановлення частоти на виході датчика після термоудару (0...600)С складає 151 с, в той же час для датчика з неоптимізованою конструкцією цей параметр складає 187 с. Отримані результати добре підтверджуються даними експерименту, що підтверджує адекватність запропонованої математичної моделі.
розроблено новий тип частотного вимірювального перетворювача тиску з ММЗ (патент України № 59936А) на основі принципу розміщення елементів кварцоутримувачів в точках з мінімальною (нульовою) тензочутливістю ПЕ з одночасним зменшенням області контакту. Перетворювач забезпечує розрізнювальну здатність в діапазоні тиску (0...300) мм рт. ст. 0,024 мм рт. ст., повне перестроювання частоти кГц, величину гістерезису доГц та основну похибку вимірювання надлишкового тиску .