ГОСТ Р 71643-2024

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЕЗОНАТОРЫ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Методы измерения рассеиваемой мощности

Piezoelectric resonators. Methods for measuring power dissipation

ОКС 31.140

Дата введения 2025-03-01

Предисловие

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. № 1336-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на двухполюсные пьезоэлектрические резонаторы (далее - резонаторы) в диапазоне частот до 300 МГц и устанавливает методы измерения мощности, рассеиваемой на резонаторе.

Интервал измеряемой мощности рассевания 100 нВт-100 мВт.

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 резонаторов.

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, участвующими в разработке, производстве, эксплуатации резонаторов, в соответствии с действующим законодательством.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 18669 Резонаторы пьезоэлектрические. Термины и определения

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.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 18669, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 частотоопределяющий элемент: Элемент, состоящий из резонатора и нагрузки, сумма реактивных сопротивлений которого на рабочей частоте равны нулю.

3.2 нагрузка резонатора: Распределенный элемент, сумма реактивного сопротивления которого и реактивного сопротивления резонатора на рабочей частоте равна нулю.

3.3 импеданс нагрузки резонатора: Эквивалентное полное сопротивление нагрузки.

3.4 импеданс резонатора: Эквивалентное полное сопротивление резонатора.

3.5 модуль импеданса резонатора: Модуль полного сопротивления резонатора.

3.6 резистанс резонатора: Эквивалентное активное сопротивление резонатора.

3.7 реактанс резонатора: Эквивалентное реактивное сопротивление резонатора.

     4 Принцип, условия и режим измерения

4.1 Принцип измерения мощности, рассеиваемой на резонаторе, основан на зависимости мощности от напряжения на резонаторе и тока, протекающего через резонатор, определяющихся эквивалентными параметрами резонатора и элементами схемы применения (измерения, контроля) резонатора (далее - схема применения).

4.2 Измерения мощности, рассеиваемой на резонаторе, проводятся косвенными методами; основанными на измерении напряжения на участках схемы применения. В зависимости от возможности измерения напряжения на участках схемы применения методы измерения подразделяют:

- на метод 1, основанный на измерении напряжения на резонаторе. Применяется для резонаторов, работающих вблизи последовательного резонанса;

- метод 2, основанный на измерениях напряжения на частотоопределяющем элементе, если его можно выделить в схеме.

Применяется при больших, чем в методе 1, расстройках от частоты последовательного резонанса;

- метод 3, основанный на измерении напряжения на элементе, включенном последовательно с резонатором.

Применяется для резонаторов, работающих при любой расстройке;

- метод 4, основанный на измерении напряжения и фазы на резонаторе и элементе, включенном последовательно с ним.

Применяется для резонаторов, работающих вблизи последовательного резонанса, в том числе для резонаторов с потерями в параллельной скорости.

4.3 Исходными данными для расчета мощности, рассеиваемой на резонаторе, являются эквивалентные параметры резонатора и импедансы элементов схемы применения, которые должны быть предварительно измерены или указаны в ТУ на резонаторы конкретных типов или в технической документации на схему применения резонатора в соответствии с приложением А.

4.4 Измерение мощности, рассеиваемой на резонаторе, проводят в рабочих условиях и режимах, определяемых по схеме применения.

     5 Аппаратура

5.1 Измерения следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на рисунке 1. Если один из полюсов участка схемы заземлен, то измерение напряжения проводится вольтметром (см. рисунок 1а), если ни один из полюсов не заземлен, то измерение проводится измерителем разности фаз (см. рисунок 1б).

5.2 Вольтметр должен обеспечивать измерение напряжения в диапазоне частот до 300 МГц с погрешностью в пределах ±10% во всем интервале измеряемых напряжений, модуль импеданса вольтметра должен быть не менее чем в 10 раз больше модуля импеданса измеряемого участка схемы

,                                                              (1)

где - модуль измеряемого участка схемы;

- входное сопротивление вольтметра;

- входная емкость вольтметра;

- .

5.3 Измеритель разности фаз должен обеспечивать измерение фазы в диапазоне частот до 300 МГц с погрешностью в пределах ±4%. Модуль импеданса каждого канала фазометра должен быть не менее чем в 10 раз больше модуля импеданса схемы между точными подключениями фазометра и землей.

5.4 Частотомер должен обеспечивать измерение частоты в диапазоне до 300 МГц с погрешностью в пределах ±1·10.

5.5 Схема применения может иметь разъемное соединение для подключения вольтметра или измерителя разности фаз.

5.6 Перечень аппаратуры, применяемой для измерения мощности, рассеиваемой на резонаторе, приведен в приложении Б.

а

б

G - схема применения резонатора; - импеданс измеряемого участка схемы; PV - вольтметр; XT - разъемное соединение; - измеритель разности фаз; PF - частотомер

Рисунок 1

     6 Подготовка и проведение измерений

6.1 Подготавливают аппаратуру к работе, руководствуясь эксплуатационной документацией на нее.

6.2 Выбор участка схемы, на котором измеряется напряжение, может проводиться экспериментально. Для расчетного определения участка схемы выполняют следующие действия.

Проводят измерение рабочей частоты .

Рассчитывают модуль импеданса вольтметра или измерителя разности фаз по формуле

.                                                              (2)

Рассчитывают обобщенную расстройку x по формуле

,                                                                  (3)

где Q - добротность резонатора;

- частота последовательного резонатора.

Примечания

1 x=0 соответствует последовательному резонатору.

2 x=M соответствует параллельному резонатору.

Рассчитывают по коэффициенту качества резонатора M по формуле

,                                                               (4)

где - параллельная емкость;

- динамическое сопротивление;

- емкостной коэффициент;

- динамическая емкость.