石英晶体振荡器频率重现性及准确度计算公式变换.doc

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石英晶体振荡器频率重现性和准确度计算公式的变换王耀升 (福建省计量科学技术研究所　福州　350003) 　　目前我国频率和时间标准传递的方法基本上有二种: 其一是直接比对, 即搬运法, 就是把被校频率源送到计量部门与高一级的标准频的频率准确度和频率重视性的计算公式进行变换, 使之适用, 不发生错误。 5MH z + 500Hz 率源进行直接比对; 其二是电波传递 ( 包括电视广播传递) 。由于各种原因第一种方法仍被广泛地采用。在直接比对中, 我国各级计量部门基本上是采用频差倍增的方法。实现频差倍增 5MHz 标准压控晶振 X 2 锁　相　 10MH z + 1KH z 混频 1kHz + N f 计数 → L ED 显示 ↑ 微计算机方法的仪器有不少, 国营星华仪器厂生产的 XH 3591 频稳测试仪就是其中一种。被测频标 XN 器板 ↓ 微型打印机 XH 3591 频稳测试仪工作在“不锁相”测频状态时, 其测频准确度即为机内石英晶体振荡器的频率准确度, 一般在 1×10- 7与 1×10- 8之间, “锁相”时, 其测频准确度受显示位数及± 1 计数误差的限制一般在 1×10- 9 , 只能检定准确度为 1×10- 8以下的石英晶体振荡器, 而且 XH 3591 频稳测试仪在测频工作状态时不能定时自动测量与打印测量结果。因此 XH 3591 频稳测试仪的这二种工作状态不能用在较高精度的石英晶体振荡器的检定。要想获得高精度的测量, 必须使用外频标锁相, 让 XH 3591 频稳测试仪功能在 “长稳”状态, 并且与 XH43001 频标切换器接口, 可实现对 10 台以内的石英晶体振荡器进行自动测量。可以测量石英晶体振荡器的频率准确度、日波动、频率重现性等技术参数。 XH 3591 频稳测试仪工作在“长稳”测量状态时, 由于该机工作原理决定了测量石英晶体振荡器的频率时, 所显示的数值不能直接用来计算被测对象的频率准确度和频率重现性; 否则会出现计算出来的结果与被测石英晶体振荡器的实际频率准确度和频率重现性绝对值一样, 符号相反的错误。因此必须对检定规程中 Nf = 10M Hz+ N f 图 1　原理框图图 1 是 XH3591 频稳测试仪工作在 “长稳” 状态时的原理框图, 由图中可知压控晶体振荡器 ( 5M Hz+ 500Hz ) 的频率经二倍频后分两路输出, 一路到锁相器与外部 5M Hz 的标准频率进行比相, 锁相器的输出来控制压控晶体振荡器, 使其频率 “锁定”在外部标准频率上。另一路送至混频器, 被测石英晶体振荡器的频率经 N 倍倍频后 ( N = 1, 2, 4, 5, 10) 使其标称值为 10 MHz ( Nf 0= 10M Hz) 也送至混频器, 两信号经混频后输出 ( 1kHz±N f ) 的差拍信号到计数板测量, 微机运算, 最后显示或打印测量结果。因此我们有: F 1= 10M Hz+ 1kHz- Nf 1 F 2= 10M Hz+ 1kHz- Nf 2 即: f 1= ( 10M Hz+ 1kHz- F 1) / N f 2= ( 10M Hz+ 1kHz- F 2) / N 式中　 F 1—— 经第一次规定的预热时间后 XH 3591 测得的值; F 2—— 经第二次规定的预热时间后 41 XH3591 测得的值; 　　　 f 1—— 经第一次规定的预热时间后被测频率实际值; f 2—— 经第二次规定的预热时间后被测频率实际值。则频率重现性: R = ( f 2 - f 1 ) / f 0 = ( 10MHz + 1kHz - F 2 - 10MHz - 1kHz + F 1 ) / Nf 0 = ( F 1 - 准确度时 XH3591 测得值; f 0—— 被校石英晶体振荡器频率标称值。用 XH3591 频稳测试仪作检定测量设备时, 其短稳测量是直接给出经阿仑方差计算后的结果, 长稳测量时只给出( 1kHz+ N f ) 的数值, 因此在计算频率重现性和频率准确度时要注意这两个公式的变换, 以免发生错误。 F 2 ) / Nf 0 XH3591 频稳测试仪锁相器锁定后, 相对同理频率准确度: 频差优于±1×10 - 10 , 因此外部频率标准使用 A = ( f 0 - f x ) / f 0 = 〔( 10MHz / N ) - ( 10M Hz + 1kH z- F x ) / N 〕/ f 0 = ( F x - 1kHz) / Nf 0 式中　F x —— 检定被校石英晶体振荡器频率准确度在 1×10- 10以上高稳晶体振荡器或原子频标时, 则能很方便地检定准确度在 1×10- 9 以下的石英晶体振荡器。 ( 收稿日期: 1997- 12- 10) 核子秤——工厂量化考核的有力武器郭大柱 ( 河北省宣化水泥厂　宣化　075105) 　　水泥厂的散装固体物料计量, 一直是个老大难问题, 其原因就是水泥厂的生产环境比较年, 我们认为它之所以能在水泥厂恶劣环境下成功地使用, 与核子秤独特的工作原理有关。核恶劣, 许多计量秤都由于比较“娇气”而不能正子秤是利用射线穿透物料时会有一部分被吸常发挥作用。为搞好独立核算工作, 我们首先尝试在回转窑的熟料计量上选用了一台北京华海收的原理而工作的, 其被吸收的比例与物料的质量有定量关系。如公式: 核仪表公司的 HCS- 2C 数显核子秤, 对三个 N = N 0e - ・F / S ( 1) 班的熟料产量进行考核。熟料计量核子秤一投入使用, 我们就注意收集各种技术数据, 将核子秤的计量值与其它经验数据进行对比, 对核子秤进行全面的考核。经过四个月的运行与反复比较, 证明了核子秤式中　N ——有负载的射线强度; N 0——空载时的射线强度; ——物料的质量吸收系数; S ——物料的宽度( m) ; F ——输送设备的负载( kg / m ) 。能够对熟料进行稳定可靠的精确计量。故障率由于射线探测器的输出信号电压 U 与及运行维护费用较低是一种很好的散装固体物射线的强度 N 成正比, 所以( 1) 式可改写为: 料计量器具。于是, 我厂又装备了一台 HCS- - ・F / S 1C - 8A 微机核子秤主机, 并先后安装了八台核子秤秤体。使我厂的关键测量点都有了准确可靠的数据。 1　核子秤的工作原理及特点核子秤在我厂已经稳定可靠的运行了几 42 式中　U 1——有载电压; U 0——空载电压; K 2= S / F= K 2 ln ( U 0/ U 1) 物料的行进速度　V = K 4×U 2+ K 3 U 1 = U 0e

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