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文档简介

应时晶体温度传感器，应时晶体测温原理，应时晶体是弹性体，它具有自然振动频率。当受迫振动频率等于其固有振动频率时，就会发生共振。利用这一特性，人们将其制成振荡器、压电传感器等元件。通常，用于这些方面的应时晶体的温度稳定性是衡量其质量的重要指标。由于应时晶体的固有振动频率与温度密切相关，我们可以利用这一特性来制作高精度的温度频率传感器。石英谐振器的振荡频率随温度变化。采用特殊的切割方向可以加强这种变化，然后将这种变化控制为线性或接近线性的关系，可以制成高灵敏度的温度测量传感器。根据不同的频率和切割方式，应时晶体温度传感器的温度灵敏度Ct可以在20Hz/到2850Hz/之间变化。这种变化的频率测量可以使温度分辨率达到普通温度计很难达到的水平。这种高温分辨率对于某些物理化学性质的实验研究非常重要。(1)石英晶体谐振器，应时晶体材料，和(2)应时晶体的压电谐振，压电效应：当一些介电物质在一定方向上被外力变形时，内部发生极化，并且在表面上产生电荷。当外力消除后，它们会回到不带电荷的状态。这种将机械能转化为电能的现象被称为“顺磁效应”。相反，当电场施加在电介质的极化方向时，它将产生机械变形。这种将电能转化为机械能的现象被称为“逆压电效应”。具有压电效应的介质材料称为压电材料，其中应时是一种性能优良的压电晶体。应时晶体压电效应：当交流电压施加到应时晶片上时，应时晶片将随着交流电压的频率产生周期性的机械振动。同时，机械振动将在两个电极上产生交变电荷并形成交流电。当施加的交流电压的频率等于应时晶片的固有频率时，晶片将共振。此时，透镜的机械振动最强，透镜两侧的电荷量和它们之间的交流电也最大。这种现象类似于液晶电路中的串联谐振现象，称为应时晶体的压电谐振。应时晶体温度变频，应时晶体切割型：晶片是从晶体上以一定的方位角切割下来的薄片，可以是圆形或方形、长方形等。根据切割晶圆的不同方向，晶圆可分为自动切割、自动切割、连续切割、双切割、X切割、Y切割和其他切割类型。不同的芯片有不同的特性，尤其是不同的频率和温度特性。Y切割、LC切割和AC切割的应时晶体具有良好的线性频率和温度特性。应时晶体的固有共振频率和温度T之间的关系可以表示如下：采用曲线拟合方法求解应时晶体温度的频率关系。应时晶体的固有频率与温度T的关系改写如下：为了确定曲线拟合方法的使用。该方法利用n次多项式逼近反非线性曲线。多项式方程的各系数由最小二乘法确定，具体步骤如下：(1)对传感器进行静态实验标定，得到标定曲线，标定点数据如下：输入温度：t1、t2、t3、Tn；输出频率：f1、f2、F3、fn；其中n是校准点的数量，i=1，2，n. (2)假设反非线性特征拟合方程是：(2)(3)求解方程(2)的待定常数。根据最小二乘法原理确定待定常数的基本思想是，由公式(2)确定的每个fi(ti)与每个点的校准值fi之间的均方偏差应最小，即公式(3)的值要
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