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温度穩定性
鎖定
- 中文名
- 温度穩定性
- 外文名
- Temperature stability
- 性 質
- 温度變化範圍
- 加熱水浴
- 測試時間為不少於30min
- 案 例
- 高温循環器 HT30
目錄
温度穩定性概念
温度穩定性是指壓電材料的性能隨温度變化的特性。不同材料的各種性能隨温度變化沒有一個共同的規律,因此只表徵材料主要參數的變化關係。通常用“正温最大相對頻移”和“負温最大相對頻移”的方法來表示壓電材料諧振頻率隨温度的變化特性,其關係為:
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正温最大相對漂移=[△fr(正温最大)]/[fr(25)]
負温最大相對漂移=[△fr(負温最大)]/[fr(25)]
式中fr(25)表示在常温(通常指25°C)測得的頻率值,△fr(正温最大)表示正温範圍內(如25~85°C)相對於fr(25)的頻率最大變化值,△fr(負温最大)表示負温範圍內(如-55~25°C)相對於fr(25)的頻率最大變化值。
壓電材料其它參數的温度穩定性,也可用上述方法來表示。
另外,還有一種用諧振頻率温度係數來表示材料温度穩定性的方法。諧振頻率温度係數是指每變化1°C時諧振頻率的相對變化值。這種方法對線性變化的材料是合適的,但對非線性變化的材料是不合理的。由於壓電陶瓷的温度特性基本上都屬非線性變化,因此,一般均不用後一種方法來表示。
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温度穩定性SAW頻率温度穩定性
為了提高SAW諧振敏感元件的頻率穩定性,需要在電路中加入一定的補償電路。這樣,在很寬的温度範圍內,SAW諧振敏感元件就能以高精度在一個給定的頻率上振盪。
為了提高穩定性,在製造SAW器件時,必須在工作頻率範圍內(例如300~400 MHz)進行老化試驗,以確定SAW器件老化特性的幾種因素的影響。例如,為減小老化的影響,必須採取密封裝置、真空烘乾和抽真空封裝等措施。另外,在安裝SAW器件的密封盒中,不應該有會放出氣體的物質,也不要在SAW空腔諧振器內噴塗單分子有機物或其他材料,以免影響諧振器長期工作性能或導致頻率漂移及穩定性的降低。所有這些措施都將會大大提高SAW諧振敏感元件的頻率穩定度。
定量分析諧振器的老化情況是分析研究穩定度的一個主要任務。無論是石英諧振器、體波諧振器還是SAW諧振敏感元件,它們的特性隨時間的變化都是很小的。在它們工作一年以後,其頻率穩定精度仍可達101或更小。這是因為諧振器是無源裝置,一般都是將諧振器作為頻率反饋元件而構成諧振器電路。另外,採用集成温度補償、雙通道SAW諧振敏感元件以及先進的高真空封裝技術,可使頻率和温度穩定度達到很高水平。
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温度穩定性激光器P-I特性、温度穩定性和老化
如圖1所示是描述激光器輸出光功率
與泵浦電流
關係的
曲線,可以看出激光器的工作存在閾值電流
,當泵浦電流小於
,時,自發輻射佔優(和LED的發光相同),當泵浦電流大於
時,受激輻射佔優,發出的才是“激光”。
激光器
特性隨温度的變化如圖2(a)所示。隨着温度升高,閾值電流
增大,而
曲線的斜率變化很小。不過,激光器的波長越長,隨温度升高
曲線的斜率減小越明顯(圖2(a)中虛線所示)。當泵浦電流恆定時,温度升高時激光器輸出功率將下降,因此,激光器需要在恆温下運行才能保證輸出功率穩定。
激光器的老化過程(圖2(b))與温度升高的情況類似,除了閾值電流,
增大外,
曲線的斜率也減小。因此,隨着激光器老化,保持輸出功率恆定要求增大泵浦電流。激光器壽命的定義:當泵浦電流恆定時,輸出功率降低到初始值一半的時間,通常可達幾千小時。
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温度穩定性壓電陶瓷材料的温度穩定性
把壓電陶瓷材料放在各種環境温度下進行性能測試,發現在不同温度下,性能參數發生改變,改變的大小要看具體材料的具體參數而定,似乎沒有一個共同的規律.這種隨温度而變化的情況,用“温度穩定性”來標誌.對温度穩定性的描述,有好幾種方法。
國外多采用性能參數的温度係數或温度變化率來描述。例如,諧振頻率温度係數即所謂
,定義為温度每變化1°C時,諧振頻率的相對變化值,即: