单基三电极石英晶体谐振器频率-温度特性研究

设计了一种新型的单基三电极石英晶体谐振器，并在大气环境条件下测试分析了这种谐振器的频率-温度特性，验证了其频率-温度特性与已有的单基单电极谐振器的频率-温度特性基本一致，曲线为三次曲线。在相同激励及环境条件下，在同一基片上设置多对电极时，各对电极构成的谐振器的频率-温度特性基本相同。根据这种相似特点，将同一基片上不同电极对应的谐振器的振动频率进行差频补偿，可有效地抑制温度对谐振器振动频率的影响。这种谐振器所采用的差频补偿方法可为石英谐振器相关特性的进一步开发利用提供依据。研究了这种结构的石英晶体谐振器的晶片表面处理（是否抛光）及边沿形状（是否倒边）对其频率-温度特性的影响。实验结果表明，对单基多电极石英晶体谐振器的晶片表面进行抛光并对边沿进行倒边处理后，谐振器的稳定性得到了有效的改善，性能得到了优化。     

单基三电极石英晶体谐振器频率-温度特性研究

设计了一种新型的单基三电极石英晶体谐振器,并在大气环境条件下测试分析了这种谐振器的频率-度特性,验证了其频率-度特性与已有的单基单电极谐振器的频率-温度特性基本一致,曲线为三次曲线.在相同激励及环境条件下,在同一基片上设置多对电极时,各对电极构成的谐振器的频率-温度特性基本相同.根据这种相似特点,将同一基片上不同电极对应的谐振器的振动频率进行差频补偿,可有效地抑制温度对谐振器振动频率的影响.这种谐振器所采用的差频补偿方法可为石英谐振器相关特性的进一步开发利用提供依据.研究了这种结构的石英晶体谐振器的晶片表面处理(是否抛光)及边沿形状(是否倒边)对其频率-温度特性的影响.实验结果表明,对单基多电极石英晶体谐振器的晶片表面进行抛光并对边沿进行倒边处理后,谐振器的稳定性得到了有效的改善,性能得到了优化.     

BT切石英谐振器频率温度特性的估算

本文介绍了BT切石英谐振器的频率温度特性估算。结合实验数据，求出最佳切角及合理的切角误差。     

单基多电极石英晶体谐振器的力-频特性

利用有限元法分析了同一圆形晶体基片上不同区域的应力分布,通过蒸镀电极的方法证实了理论分析结果的正确性。在此基础上,根据晶体振动的限波理论,设计制作了单基多电极石英晶体谐振器,由此构成的差频式力敏感元件的力-频灵敏度系数可达251.9 Hz/N,输出特性非线性度小于0.5%满刻度(FS)。     

KT宽度伸缩模石英谐振器的强迫振动及其频率温度特性

ＫＴ切宽度伸缩模石英谐振器在室温下具有零温度系数，并且如已报道过的那样，此时二次温度系数β的绝对值比ＤＴ切的小。另外在６５℃附近，一次、二次温度系数α，β近似为零，所以，同时也表明从室温到１３０℃的高温范围内，可以获得频率变化小的宽度伸缩模石英谐振器。本文目的在于阐明压电率以及一次、二次、三次温度系数α、β、γ的影响。首先导出包含逆效应项的频率论上计算出频常率数及α、β、γ各温度系数。其结果，由于     

AT切石英谐振器频率温度系数的研究

分析了AT切石英谐振器的频率温度系数与晶体弹性模量、密度、尺寸及环境因素间的关系。引进了1~3阶频率温度系数的修正系数,解释了频率温度系数的变化问题。结果表明,对切角及环境因素进行控制,可使石英晶体谐振器的频率–温度特性满足工程的需要。     

多电极石英力敏谐振器的力敏特性及稳定性研究

在分析石英晶片受力作用时晶片内应力分布的基础上,设计了一种多电极新型石英力敏谐振器及信号处理电路。在室温及大气状态下对设计的力敏谐振器同时进行激励时,各对电极对应的谐振器的力-频特性线性度及频率稳定性良好。将各谐振器的频率互作差频,再作叠加处理后,输出的频率信号的力-频系数达到2 951.8Hz/N,线性相关度为0.999 7,频率稳定性可达10-10数量级。     

晶体滤波器频率温度补偿

对石英晶体滤波器,尤其是在低频(几十KHz)窄带(±几Hz)情况下,提出了频率温度补偿的概念,采取了有效措施,解决了中心频率温漂问题。     

石英谐振器不同谐振频率的力敏特性研究

圆形晶片厚度切变石英谐振器是常用的力敏谐振器。它有固定的设计谐波次数和谐振频率。文章介绍了以设计频率为三次谐波、５ＭＨｚ的ＡＴ－切型谐振器为力敏元件的力传感器在不同电路中分别振动在基频、３次谐波、５次谐波和７次谐波四个谐振频率，并对其力敏特性进行了实验研究。分析了用提高谐振频率的方法提高力灵敏度的可行性和局限性。根据石英谐振器振动在不同谐振频率时力灵敏度的温度特性，找到了温度变化时由力灵敏度温度系数造成的测量误差的消除方法，分析比较了这种方法和选取特定施力方位角消除上述误差的方法之间的差别和适用范围，并找到了在一定温度范围内可同时测量力（压力）和温度的石英传感器的设计原理。     

石英谐振力传感温度自测及温度补偿

石英谐振器的基频和3次泛音频率都是和温度的函数,利用二者各阶温度系数除一阶外均相同的特性,基频的3倍频与3次泛音的差频是温度的线性函数并且与力无关,因此测量差额可以实现力传感器的温度自测和温度补偿。与采用分立的温度传感器相比,该方法消除了由于温度传感器和谐振器热惯性和空间位置不同引起的测温误差,提高了动脉温度过程中的补偿精度。给出了谐振器双模式激励的电路原理图及实验结果。     

切变振动型石英晶体谐振器的特点及其应用

根据石英晶体的压电方程和晶体振动理论,研究了AT-切石英晶体厚度切变振动模式下振动频率与结构参数间的关系,以及石英晶体谐振器在电极区形成稳衡驻波的频率条件及电极区外波的传播特性。试验表明,根据本文研究结果设计的石英晶体谐振器,其力敏特性基本与晶体边缘的固接方式无关,利用这种结构形式的石英谐振器作力敏元件用于姿态检测时,检测分辨率可达0.001°,短期频率稳定性达到1.38×10-10/min。     

鼓形AT-切石英谐振器的力频特性

讨论了鼓形ＡＴ－切石英谐振器的力频特性。理论基础是初始有限变形上叠加弹性增量变形,并且使用了Ｍｉｎｄｌｉｎ所提出的把应变应力展开成板厚的级数的方法。在把三维运动方程简化为二维运动方程后。推导了带有电极的ＡＴ－切石英谐振器的运动微分方程。为了得到鼓形ＡＴ－切石英谐振器的Ｒａｔａｊｓｋｉ系数,在计算石英片在初始应力作用下的应力应变分布时考虑了石英各向异性的特性。将计算结果与其他研究者的实验和理论结果进行了比较。     

表面结构对集成式石英谐振器性能的影响

在研究石英晶体谐振器力敏特性与加力方位角关系及晶体薄片内波的传播特性的基础上,设计制作了基于同一晶体基片上的集成式四电极谐振器.研究了这种结构的谐振器的力敏特性与加力方位、谐振频率稳定性与基片表面和边沿结构的关系.实验结果表明,谐振器的力敏特性与加力方位密切相关;对晶体基片表面进行抛光处理,能有效地消除表面缺陷对谐振器振动状态的影响,提高谐振频率的稳定性;对晶体基片边沿进行倒边处理,能缩短谐振波波幅在边沿区衰减的空间距离,抑制了谐振器振动能量沿晶片边沿的散失,使谐振器频率稳定性得到进一步提高.经表面抛光及边沿倒边处理后,谐振器频率波动的平均值分别下降到处理前的42%和30%.     

基于双SAW谐振器的温度传感器设计

为解决声表面波(SAW)谐振器的频率温度特性呈非线性的问题,该文提出了一种利用两个SAW谐振器来设计具有线性输出的SAW温度传感器的方法。根据该方法设计了两个基于硅酸镓镧压电基片的SAW温度传感器,每个传感器由两个不同的SAW谐振器串联而成。实验结果表明,两个SAW传感器在室温～300℃的宽温度范围内均表现出很好的线性度。这种简单有效的设计方法具有实现宽温度范围测试的能力,可推广到其他具有较大二阶温度系数的SAW温度传感器的研发中。     

肝癌细胞黏附的压电石英谐振器实验研究

肿瘤细胞与细胞外基质(ECM)的粘附特性与肿瘤的侵袭转移密切相关,利用压电石英谐振器(QCR)实时监测HepG2肝癌细胞与ECM的黏附过程,得到频率变化(Δf)和耗散因子变化(ΔD)的响应曲线。结果表明,HepG2细胞在QCR表面经黏附、延展等行为,与ECM相互作用,此作用引起谐振晶体表面质量和粘弹性发生相应变化,Δf=(740±10)Hz,与此同时,ΔD≤5×10-5,可以认为未引起耗散因子变化,说明ECM具有刚性特征。     

石英单基多谐振器力敏特性与加力方位的关系

根据石英晶体振动理论及力敏特性，在同一圆形晶体基片上设计制作了多个石英晶体谐振器。采用对径加力的方式，研究了这种石英单基多谐振器的力敏特性与加力方位的关系，并与传统的单基单电极谐振器的力敏特性进行了比较。实验结果表明，同一晶体基片上不同位置的谐振器的力敏特性与加力方位密切相关；选择适当的加力方位，可使多电极结构的谐振器的力-频转换系数优于单电极谐振器的力-频转换系数。