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1、 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
2、 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
3、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
4、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
5、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
6、 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。
7、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
8、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
9、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
10、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
11、 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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