Термостат для кварцевого резонатора

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СоввтсиикСфциапистичвснимРеспубпии и 974351(22) Заявлено 14.07. 80 (21) 2958093/18-24с присоединением заявки М(23) Приоритет ЮВуарстеемеый кастет СССР ав делам мзоеретенмй н открытейДата опубликования описания 1 . 1 1.82(54) ТЕРИОСТАТ ДЛЯ КВАРЦЕВОГО РЕЗОНАТОРА ра 121. Изобретение относится к радиотех нике, предназначено для стабилизации температуры кварцевых резонаторов, может быть использовано во многих отраслях промышленности.Известен термостат для кварцевых резонаторов, содержащий камеру тепла, вокруг .которой размещен нагреватель, и теплоизоляцию в виде раэ" личных теплоизоляционных материалов или сосуда Дьюара 1,13.Однако известный термостат не дает достаточной точности термостатирования и обладает малым КПД, .обусловленным потерями тепла на нагрев корпуса камеры и других конструктивных элементов, а также сравнительно большим потоком тепловой энергии, отдаваемой такими термостатами в окружающую среду. Наиболее близким по технической , сущности к изобретению является термостат для кварцевых резонаторов,2содержащий вакуумплотную колбу с теплоотражающим покрытием, внутри которой установлен кварцевый резона" тор с нагревателем и датчиком температуры, коаксиально расположенными на баллоне кварцевого реэонатоНедостатком такого термостата яв.ляется низкая точность поддержания температуры на пьезоэлементе кварце-, вого резонатора, связанная с особенностью кварцевых резонаторов как объектов термостатирования, Поскольку баллон кварцевого резонатора, в котором размещен пьезоэлемент, вакуумируется, то тепловое сопротивление между баллоном и пьезоэлементом велико, а между пьезоэлементом и окружающей щ средой существует хорошая тепловаясвязь по выводам кварцевого резонатора, При изменении температуры окружающей среды в пьезоэлементе резона тора возникают градиенты температу ры, которые приводят к изменению геометрических размеров, плотности, мо-,дуля упругости и других параметровпьезоэлемента, зависящих от температуры, вследствие чего происходит 5изменение частоты кварцевого резонатора, т.е. ухудшается стабильностьчастоты.Кроме того, такой термастат имеетсравнительно большую потребляемую омощность из-за большой площади нагревателя. Необходимость проведения операций вакуумирования в процессе производства термостатов также является недостатком этой конструкции, 15Цель изобретения - повышениеточности термостатирования путемослабления влияния изменения температуры окружающей среды на температурное поле пьезоэлемента кварцево- рого резонатора,Эта цель достигается тем, что втермостате для кварцевого резонаторасодержащем нагреватель, датчик температуры и теплоизоляцию с теплоотра. 25жающим покрытием, нагреватель и датчик температуры размещен на теплопроводной втулке, установленной навыводах кварцевого резонатора, ипокрыты теплоизоляционным пористымматериалом, а теплоотражающее покрытие нанесено непосредственно на поверхность баллона кварцевого резона"тора.На чертеже приведена схема пред- З 5лагаемого термостата для кварцевогорезонатора,Термастат содержит термостатируемый кварцевый резонатор, состоящий изпьезоэлемента 1, закрепленного к вы-, ффводам 2 и запаянного в стеклянныйбаллон 3, из которого выкачан воздух,Нагреватель 4 и датчик температуры 5размещены на теллопроводной, например брокеритавой втулке 6, которая ф 5через отверстия 7 установлена навыводах 2 кварцевого резонатора. Дляобеспечения хорошего теплового контакта зазоры между выводами 2 истенками отверстия 7 заполнены припо 5 фем. Нагреватель 4 и датчик температуры 5, размещенные на теплопроводной втулке 6, покрыты теплоизоляционной пористой пластмассой 8, например пенополиуретаном, Непосредственно на поверхность, напримервнешнюю, баллона 3 нанесено теплоотражающее покрытие 9. Термастат работает следующим образом,емпература всех элементов выключенного термостата равна температуре окружающей среды, При включении термостата нагреватель 4 прогревает датчик температуры 5 и за счет высокой теплопроводности втулки 6 - выводы 2 кварцевого резонатора, Поток тепла по выводам 2 кварцевого резонатора теплопроводностью подается на пьезоэлемент 1 и нагревает его, Так как баллон 3 вакуумирован, то кондуктивный и конвекционный перенос тепла внутри баллона 3 остаточными газами практически отсутствует. Часть тепловой энергии разогретых выводов 2 и пьезоэлемента 1 в виде теплового излучения попадает на зеркальную по верхность теплоотражающего покрытия 9, и отразившись от нее, возвращает ся обратно на выводы 2 и пьезоэлемент 1. Поэтому в таком термостате практически исключен темплообмен между окружающей средой и пьезоэлементом 1. Так как в предлагаемом термостатоте нагреватель 4 имеет малую площадь и незначительную мощность, то теплоизоляция его осущест. вляется теплоизоляционной пористой пластмассовой 8, например, пенополиуретаном. При изменении температуры окружающей среды не происходит изменения температурного поля пьезоэлемента 1, так как остывание или подогрев выводов 2 кварцевого резона. тара регистрируется датчиком температуры 5, который обеспечивает поддержание температуры выводов 2 на заданном уровне. Техническая эффективность предлагаемого изобретения состоит в повыше нии точности термостатирования,умень шении габаритов и времени выхода в стационарный режим, что имеет решаю. щее значение для термостатов современных радиотехнических устройств,Кроме того, предлагаемая конструкция термостата дает значительный эко номический эффект по сравнению с про тотипом, заключающийся в том, что при изготовлении термостата не требуется дорогостояЩее оборудование для создания "акуума.формула изобретения. Термастат для кварцевого резонатора, содержащий нагреватель, датчикректор М.Шарощ каз 8703/66 Тираж 914 ВНИИПИ Государственног по делам изобр 113035, Москва, Ж 35, Подписноекомитета СССРтений и открытийаушская наб., д,5 ктнаяг, Ужгород, у ПП "Па Фил 5 974351 6температуры и теплоизоляцию с течло- ственно на поверхность баллона кваротражающим покрытием, о т л и ч а ю- цевого резонатора.щ и й с я тем, что, с целью повьюе- Источники информации,ния точности термостатирования, на- принятые во внимание при экспертизегреватель и датчик температуры раз- % 1, Кейн В.М. Конструирование термещены на теплопроводной втулке, морегуляторов. М., "Советское радио"установленной на выводах кварцевого 1971, с,50, рис.3.2.резонатора, и покрыты теплоизоляцион. Авторс кое с видетель ст во СССРным пористым материалом, а теплоотра 391544, кл.6 05 0 23/30, 1968жающее покрытие нанесено непосред (прототип),