"ГОСТ Р 71642-2024. Национальный стандарт Российской Федерации. Резонаторы кварцевые. Методы измерения динамических параметров контрольных образцов"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 01.10.2024 N 1335-ст)

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Российский научно-исследовательский институт "Электронстандарт" (АО "РНИИ "Электронстандарт")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 303 "Электронная компонентная база, материалы и оборудование"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2024 г. N 1335-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт распространяется на кварцевые резонаторы (далее - резонаторы) с частотой от 1 до 30 МГц, аттестуемые с целью использования их для оперативного контроля, комплектной поверки, сличения, метрологической аттестации средств измерений динамических параметров резонаторов и устанавливает метод измерения динамической индуктивности и два метода измерения динамического сопротивления.

Метод измерения динамической индуктивности является обязательным для резонаторов со следующими характеристиками:

где f - частота колебаний, Гц;

C₀ - статическая емкость, Ф;

R₁ - динамическое сопротивление, Ом;

Q - добротность.

Метод 1 измерения динамического сопротивления является обязательным для резонаторов со следующими характеристиками:

Метод 2 измерения динамического сопротивления является обязательным для резонаторов со следующими характеристиками:

Стандарт следует применять совместно с ГОСТ Р 71286.

Стандарт следует применять для выбора параметров при разработке технических заданий (ТЗ) на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, программ испытаний (ПИ), опытных образцов, стандартов вида "Методы измерений", "Номенклатура показателей" системы показателей качества и технического уровня и составления карт рабочих режимов кенотронов.

Настоящий стандарт предназначен для применения предприятиями, организациями и другими субъектами научной и хозяйственной деятельности независимо от форм собственности и подчинения, а также федеральными органами исполнительной власти Российской Федерации, участвующими в разработке, производстве, эксплуатации резонаторов в соответствии с действующим законодательством.

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 71286 Приборы пьезоэлектрические и фильтры электромеханические. Общие требования при измерении параметров.

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 18669, а также следующий термин с соответствующим определением:

3.1 стандартизованный коэффициент затухания : Произведение круговой частоты, статической емкости и динамического сопротивления.

где - круговая (угловая) частота, рад/с, вычисляемая по формуле

4.1.1 Измерение динамической индуктивности проводят косвенным методом по результатам определения относительного резонансного промежутка резонатора и статической емкости пьезоэлемента.

4.1.2 Условия измерения - по ГОСТ Р 71286.

4.2.1 Определение относительного резонансного промежутка резонатора следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на рисунке 1; определение статической емкости пьезоэлемента необходимо производить с измерителем емкости.

Примечание - При измерении резонаторов с динамической индуктивностью от 1·10^-3 до 5·10^-3 Гн резонатор следует подключать к измерителю импеданса с помощью входного устройства, приведенного в приложении А (см. рисунок 1).

4.2.2 Аппаратура и приспособления должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 1. Перечень средств измерений и вспомогательных устройств, которые могут быть использованы при измерениях, приведен в приложении Б.

4.3.1 Помещают резонатор в теплоизолирующий корпус (см. приложение А).

4.3.2 Подготавливают аппаратуру к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.

4.3.3 Подключают резонатор к входному устройству измерителя импеданса.

4.3.4 Устанавливают частоту генератора синусоидальных сигналов (далее - генератор), равную номинальной частоте резонатора f_ном.

4.3.5 Изменяя частоту генератора в пределах +/- 10% относительно номинальной частоты, устанавливают нулевое показание измерителя, фиксируют значение генератора f₁.

Примечание - При установке нулевых показаний индикатора фазы показания индикатора импеданса должна находиться в зоне минимальных показаний.

4.3.6 Увеличивая частоту генератора до значения 1^+0,003 f₁, Гц, устанавливают нулевое значение измерителя фазы, фиксируют значение частоты генератора f₂.

Примечание - При установке нулевых показаний индикатора фазы показания индикатора импеданса должны находиться в зоне максимальных показаний.

4.3.7 Определяют статическую емкость пьезоэлемента.

4.3.7.1 Подключают резонатор к измерителю емкости и измеряют статическую емкость C₀.

4.3.7.2 Отключают резонатор и подключают к измерителю емкости держатель резонатора той же конструкции и измеряют емкость держателя C_д.

4.3.7.3 Определяют статическую емкость пьезоэлемента C'₀, пФ, по формуле

4.3.8 Повторяют 4.3.5 - 4.3.7 пять раз.

4.4.1 Определяют среднее арифметическое значение относительного резонансного промежутка резонатора и статической емкости пьезоэлемента.

4.4.2 Определяют значение динамической индуктивности L₁, Гн, по формуле

где - статическая емкость пьезоэлемента, пФ.

4.5.1 Относительная погрешность измерения динамической индуктивности находится в пределах

где - погрешность измерения фазового угла, град, с вероятностью 0,95.

5.1.1.1 Измерение динамического сопротивления резонаторов основано на определении модуля полного сопротивления двухполюсника на частоте, соответствующей нулевому значению фазового угла между током, проходимым через двухполюсник и напряжением на нем.

5.1.1.2 Условия измерения - по 4.1.2.

Аппаратура - по 4.2.

Выполняют 4.3.1 - 4.3.5 и фиксируют показание измерителя модуля полного сопротивления |Z|

Определяют динамическое сопротивление R₁, Ом, по формуле

Абсолютная погрешность измерения динамического сопротивления резонаторов должна находиться в пределах

где Z_к - конечное значение шкалы измерителя модуля полного сопротивления, Ом;

R₁ - измеренное значение динамического сопротивления, Ом, с вероятностью 0,95.

5.2.1.1 Измерение динамического сопротивления резонаторов основано на определении отношения напряжения на плече мостовой схемы, в которую установлен резонатор, к напряжению на диагонали мостовой схемы на частоте, близкой к частоте последовательно резонанса.

5.2.1.2 Условия измерения - по 4.1.2.

5.2.2.1 Измерение динамического сопротивления резонаторов следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на рисунке 2.

5.2.2.2 Аппаратура и приспособления должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 2. Перечень средств измерений и вспомогательных устройств, которые могут быть использованы при измерениях, приведен в приложении В.

5.2.3.1 Подготавливают аппаратуру к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.

5.2.3.2 Устанавливают частоту генератора ниже номинальной частоты f_ном на 1%, а выходное напряжение U₁ равное 3 В.

5.2.3.3 Устанавливают развязывающие ступени аттенюатора в положение 10 дБ, а установочные - в положение 0 дБ.

5.2.3.4 Подключают опорный канал фазометра к входу ВЧ2, а измерительный - к выходу ВЧ1 блока параметров.

5.2.3.5 Устанавливают переключатель "КАНАЛ" фазометра в положение В и изменением емкости переменного конденсатора блока параметров добиваются минимума показаний измерителя фазометра.

5.2.3.6 Подключают опорный канал фазометра к входу ВЧ1, а измерительный - к входу ВЧ2 блока параметров.

5.2.3.7 Устанавливают в гнезде колодки блока параметров для подключения резонаторов резистор С2-10-0,25-100 Ом +/- 0,25% ОЖО.467.072 ТУ.

5.2.3.8 Фиксируют напряжение в измерительном канале фазометра U₂ и выходное напряжение генератора U₁.

5.2.3.9 Устанавливают ручками "СДВИГ ШКАЛЫ" и "0" нулевое показание фазометра.

5.2.3.10 Подключают измерительный канал фазометра к входу ВЧ1 блока параметров и изменением выходного напряжения генератора добиваются показаний измерителя напряжений фазометра равных U₂.

5.2.3.11 Фиксируют значение выходного напряжения генератора U₃.

5.2.3.12 Определяют коэффициент пропорциональности lgK, зависящий от конструкции блока параметров по формуле

5.2.4.1 Подключают к выходу генератора опорный канал фазометра, а измерительный канал к выходу ВЧ1 блока параметров.

5.2.4.2 Устанавливают в гнезда колодки блока параметров кварцевый резонатор и изменением емкости переменного конденсатора блока параметров добиваются минимума показаний измерителя напряжения фазометра.

5.2.4.3 Подключают измерительный канал фазометра к входу ВЧ2 блока параметров и изменяя частоту генератора, устанавливают нулевое показание измерителя фазы.

5.2.4.4 Фиксируют показание измерителя напряжения фазометра U₄.

5.2.4.5 Подключают измерительный канал фазометра к входу ВЧГ и изменением величины затухания установочных ступеней аттенюатора добиваются показаний измерителя напряжений фазометра равным U₄.

5.2.4.6 Фиксируют полученное значение затухания А.

Примечание - При необходимости, установка напряжения может осуществляться изменением входного напряжения генератора. Тогда к полученному значению затухания аттенюатора необходимо добавить с учетом знака затухания , которое определяют по формуле

где U₅ - выходное напряжение генератора до регулировки, мВ, равное U₃;

U₆ - выходное напряжение генератора, соответствующее показанию измерителя напряжений фазометра равному U₄, мВ.

5.2.4.7 Определяют динамическое сопротивление R₁, Ом, по формуле

Примечание - Если при измерении динамического сопротивления напряжение на входе ВЧ2 меньше, чем на входе ВЧ1, то значение берется со знаком "-", в противном случае со знаком "+".

5.2.4.8 При измерении динамического сопротивления кварцевого резонатора в режиме заданной мощности рассеивания P изменением выходного напряжения генератора устанавливают на входе ВЧ2 блока параметров напряжение U, соответствующее мощности, указанной в научно-технической документации на резонаторы и определяемое по формуле

Примечание - При измерении резонаторов с динамическим сопротивлением в пределах от 2 до 5 Ом в режиме заданной мощности, одну развязывающую ступень аттенюатора устанавливают в нулевое положение.

Абсолютная погрешность измерения динамического сопротивления находится в пределах +/- (0,1R₁ + 0,12) Ом с вероятностью 0,99.

Примечания

1 Материал ЛС69-1 ГОСТ 15527.

2 Покрытие - Хим. НБ.

--------------------------------

<*> Размеры для справок.

Примечание - Заготовка: гнездо 2РМ146ПН4Г181ГЕО.364.126 ТУ.

Примечания

1 Для резонаторов исполнения МА, МБ и КА.

2 Материал - пенопласт марки ПУ 101.ТУ6-05-1768-76.

Примечания

1 Для резонаторов исполнения 4А и 4Б.

2 Материал - пенопласт марки ПУ101 ТУ6-5-1768.

Примечания

1 Для резонаторов исполнения 4А и 4Б.

2 Материал - пенопласт марки ПУ101 ТУ6-5-1768.