高温环境下AT切石英谐振器振动特性分析

为了研究AT切型石英晶体谐振器在不同温度环境下的振动状态，利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 6.0分析了石英晶体在不同温度下沿x方向振动位移分布情况，直观地观察了寄生模态的振动位移，计算了不同温度下电极区能量占比以及品质因数，并通过实验测量了不同温度下AT切型石英晶体品质因数及温频效应。仿真结果表明，随温度变化，AT切型石英晶体表面始终存在典型的能陷效应，未加剧模态间的耦合问题。实验结果表明，AT切型石英晶体频率随温度变化趋势与理论一致，实验数据与仿真计算的品质因数随温度改变均无明显变化。研究成果证明AT切型石英晶体具有良好的热稳定性，可以作为石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalance, QCM）传感器在高温环境下的敏感元件，对高温环境下敏感器件的选择具有指导意义。