Устройство для определения ошибок среза по углу а кварцевых пластин

Устройство для определения ошибок среза по углу а кварцевых пластин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 2ia, 10

СССР № б40бЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Гос

Б. К. Шембель

Устройство для определения ошибки среза по углу А кварцевых пластин

Заявлено 2 августа 1943 r. в Наркомэлектропром за гв 203 (322306) Опубликовано 31 августа 1944 года

Ориентация кварца по оси Х обычно производится по естественной грани кристалла или же, если таковой нет, то при помощи рентгеновской установки. Этот способ является наиболее точным, но даже при нем при резке бруска на пластинки возможны дополнительные ошибки, обусловленные неточностью установки бруска на супорте пилы, а также работой самой пилы. Поэтому в американской практике применяется дополнительный контроль угла среза пробной пластинки при помощи оптической установки или же рентгеном. Рентгеновские установки дороги, сложны и вредны для здоровья работающего, поэтому целесообразно применение иных установок. Целью настоящего изобретения является создание такого прибора, который позволил бы проверить правильность угла А среза для срезанной пластинки в тех случаях, когда он равен 30, т. е. для наиболее часто встречающихся срезов.

Предлагаемое устройство для определения ошибки среза по углу

A кварцевых пластин AT и ВТ срезов (при А=30 ) основанона измерении продольного пьезоэффекта.

Согласно изобретению, в устройстве применены присоединенные к входу усилителя вибрирующая игла и цилиндрический упор со скошенным под углом в несколько градусов торцом. Между иглой и упором зажимают испытуемую пластинку. С целью регистрации перемены знака пьезоэлектрической поляризации, происходящей при повороте пластинки кварца вокруг острия иглы, в устройстве может быть применен катодный осциллограф. В последнем на одну пару отклоняющих пластин подано напряжение выхода усилителя, а на вторую-- напряжение от того источника переменного тока, от которого питается устройство, создающее переменнь:е усилия на иглу. Для регистрации перемены знака пьезоэлектрической поляризации, происходящей при повороте пластинки кварца вокруг острия иглы, может быть также применен индикатор фазы, снабженный на выходе нулевым гальванометром.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены диаграммы поверхностей продольного пьезоэффекта на координатных плоскостях, на № 64068

Очевидно, эти точки будут иметь угловое расстояние, равное 180 .

В случае правильно срезанной пластинки, плоскость УХ окажется расположенной под некоторым углом к плоскости нормали N.

В этом случае пьезоэффект изменит знак в точках b — Ь, угловое расстояние между которыми будет меньше 180 . Этот угол равен 2 р, что может быть определено из следующей формулы д . сШ

"= ягс cos

Cl где а — ошибка среза по м.1у А, 3 — угол среза «В», u — угол скоса торца упора (фиг. 3). Эта формула справедлива для малых значений а. При больших значениях а она будет несколько сложнее.

Пьезоэффект определяется следующим образом. Игла К (фиг. 51 присоединена к сетке усилительной лампы, катод которой соединен с упором Р. Появляющиеся заряды вызывают измен ение потенциала сетки. Ввиду малости пьезоэффекта вблизи плоскости УХ, усиление должно быть относительно большим.

Напряжение с выхода усилителя подается на одну пару пластин осциллографа, на вторую пару пластин которого подано напряжение от того же источника переменного тока, который приводит в движение иглу.

При синфазности обоих напряжений на экране осциллографа получается наклонная прямая линия.

При изменении знака пьезоэффекта наклон этой прямой также меняет знак. Например„если прямая проходит в I u III квадрантах, то с изменением знака пьезоэффекта она будет проходить во II u IV квадрантах.

Вместо катодного осциллографа на выходе усилителя можно применить и иные индикаторы перемены зн ака заряда, например, балансный детектор и нулевой прибор.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения ошибки среза по углу А кварцевых фиг. 3 представлена схема устройства, на фиг. 4 конус поворота пластинки и на фиг. 5 схема приключения к устройству катодного осциллографа.

Изобретение основано на использовании продольного пьезоэлектрического эффекта, следы поверхностей которого на координатных плоскостях показаны на фиг, 1 и 2.

Поверхности продольного пьезоэффекта дают величину пьезоэлектрической поляризации в направлении приложенного усилия. Поскольку продольный пьезоэффект в плоскости VZ отсутствует, то эта плоскость может быть легко найдена по отсутствию пьезоэффекта. Пластинки 30 среза (А=30) имеют одну сторону, па-аллельную оси Х.

Следовательно, для этих пластин, в случае усилия, приложенного нормально к большой грани, продольный пьезоэффект должен отсутствовать. В случае неточного среза по углу А должен появиться пьезоэффект того или иного знака, Для обнаружения пьезоэффекта в данном н аправлении, согласно изобретению, использу.ется вибрирующая в осевом направлении стальная игла К (фиг. 3). Она создает переменные усилия F на пластинку

Q„зажатую между острием иглы и упором Р. Торец упора Р, к которому прижата пластинка, срезан под небольшим углом к плоскости, герпендикулярной к его оси. Если поворачивать зажатую таким образом пластинку, как показано стрелкой, то ее ось вращения будет нормалью к большой грани пластинки и совпадет с нормалью N, проходящей через точку 0 касания острия иглы поверхности пластинки. Таким образом при повороте пластинки на 360 усилие F опишет вокруг нормали к ней коническую поверхность, показанную на фиг. 4.

В случае правильно срезанной пластинки, плоскость нормали N совпадает с плоскостью УХ и при повороте пластинки н|а 360 пьезоэффект изменит знак в точках а— а, соответствующих пересечению основания конуса с плоскостью N. — 3— № 640б8 гальванометром.

Фиг. 3 пластин AT и ВТ срезов (при

А =30 ), основанное на измерении продольного пьезоэффекта, о т л ич а ю щ е е с я применением присоединенных к входу усилителя вибрирующей иглы и цилиндрического упора, со скошенным под углом в несколько градусов торцом, между которыми зажата испытуемая пластинка.

2. Устройство по п. 1, в котором, с целью регистрации перемены знака пьезоэлектрической поляризаIlBH, происходящей при повороте пластинки кварца вокруг острия иглы, применен катодный осциллограф, на одну пару отклоняющих пластин которого подано напряжение выхода усилителя, а н а вторую — напряжение от того источника переменного тока, от которого питается устройство, создающее переменные усилия на иглу.

3. Устройство по п. 1, в котором, с целью регистрации перемены знака пьезоэлектрической поляризации, происходящей при повороте пластинки кварца вокруг сстрия иглы, применен индикатор фазы, снабженный на выходе нулевым

К 64068

Фиг. 4

Фиг. 5

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн. редактор М. В, Смольякова

Л54042 Подписано к печати 16/1Ч-46 r. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 31В

Типография Го спланиздата, им, Воровского, Калуга