DE2443215C3 - Resonance element with constant natural frequency - Google Patents
Resonance element with constant natural frequencyInfo
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Description
Als Frequenznormale werden üblicherweise Schwingquarze verwendet, d.h. Einkristalle, die in bestimmten Richtungen herausgeschnitten und anschließend durch sehr genaue mechanische Formgebung sowie durch Aufdampfen von anderen Materialien auf die Nennfrequenz hingetrimmt sind. Dies alles ist aufwendig und teuer. Außerdem ist die mechanische Aufhängung der Schwingquarze im Hinblick auf die verlangte Schockunempfindlichkeit nur äußerst schwerOscillating crystals are usually used as frequency standards, i.e. single crystals that are in cut out certain directions and then by very precise mechanical shaping as well as by vapor deposition of other materials are trimmed to the nominal frequency. This is all complex and expensive. In addition, the mechanical suspension of the quartz crystal with regard to the demanded insensitivity to shock only with great difficulty
ωο = Kreisfrequenz der Eigenschwingung, Li = Primärinduktivität des Übertragers, R\ = Resonanzwiderstandωο = angular frequency of the natural oscillation, Li = primary inductance of the transformer, R \ = resonance resistance
bezeichnet ist.is designated.
3. Resonanzelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Übertragerkern (7) zwei Sekundärwicklungen (9,10) aufgebracht sind.3. resonance element according to claim 2, characterized in that on the transformer core (7) two secondary windings (9,10) are applied.
4. Resonanzelement nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ferritringkern (5) und Übertrager (7) ein einstellbares induktives Koppelglied (11) geschaltet ist.4. resonance element according to claim 1 and one of the preceding claims, characterized in that that between ferrite ring core (5) and transformer (7) an adjustable inductive coupling element (11) is switched.
5. Resonanzelement nach Anspruch 1 und wenigstens einem der vorhergehenden Anspräche, gekennzeichnet durch zwei Übertrager (12, 12), die über eine Koppelschleife (8), in der eine abgleichbare Gegeninduktivität (13) liegt, an den Ferritringkern (5) induktiv gekoppelt sind.5. resonance element according to claim 1 and at least one of the preceding claims, characterized by two transformers (12, 12), which are connected via a coupling loop (8) in which one can be adjusted Mutual inductance (13) is to which ferrite ring core (5) are inductively coupled.
6. Resonanzelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nach seiner Sinterung gegebenenfalls in einem magnetischen Längsfeld getemperten Ringkern, der vorzugsweise aus einem überstöchiometrischen Co-haltigen Ni-Zn-Ferrit besteht und eine rechteckähnliche Hystereseschleife aufweist. 6. resonance element according to claim 1, characterized by an optionally after its sintering toroidal core annealed in a magnetic longitudinal field, which preferably consists of a stoichiometric Co-containing Ni-Zn ferrite and has a rectangular hysteresis loop.
7. Resonanzelement nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Ferritringkern mit folgender Zusammensetzung seiner Ausgangskomponenten:7. resonance element according to claim 6, characterized by a ferrite ring core with the following Composition of its starting components:
5050
51-62 Mol-% Fe2O3
0-25 Mol-% ZnO
Rest NiO
ca. 0,3-1 Gew-% CoO51-62 mole percent Fe 2 O 3
0-25 mole percent ZnO
Remainder NiO
approx. 0.3-1% by weight CoO
5555
8. Resonanzelement nach Anspruch 6 unci 7, gekennzeichnet durch einen Ferritringkern folgender Zusammensetzung seiner Ausgangskomponenten: 8. resonance element according to claim 6 and 7, characterized by a ferrite ring core following Composition of its starting components:
57 Mol-% Fe2O3
12,5 Mol-% ZnO
30,5 Mol-% NiO
0,55 Gew-% CoO57 mole percent Fe 2 O 3
12.5 mole percent ZnO
30.5 mole percent NiO
0.55 wt% CoO
9. Resonanzelement nach Anspruch 1 und wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritringkern (5) L»un:ii u.c »NTZ« 1958, H.4, S. 179- 165 und »Philips Technisch! Rundschau«, 18. Jg. 1956/57, Nr. 10 S. 277-312 ist es bekannt, daß aus einem magnetostnktiven Werkstoff gefertigte Ferritringkerne, die azimutal vorpolarisiert sind, durch ein azimutal gerichtetes magnetisches Wechselfeld zu Radialschwingungen anregbar sind. Durch eine geeignete Zusammensetzung der Ferritkerne hat man dabei bereits versucht, eine «eringe Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz zu schaffen. Die bislang erreichten Ergebnisse sind jedoch für hohe Anforderungen, z. B. für Frequenznormale für elektronische Uhren, noch nicht befriedigend.9. Resonance element according to claim 1 and at least one of the preceding claims, characterized in that the ferrite ring core (5) L "un: ii and c " NTZ "1958, H.4, pp 179-165 and" Philips Technisch! Rundschau «, 18 Jg. 1956/57, No. 10 pp. 277-312, it is known that ferrite ring cores made of a magnetostructural material, which are azimuthally prepolarized, can be excited to radial oscillations by an azimuthally directed alternating magnetic field. Attempts have already been made to create a low temperature dependence of the natural frequency by means of a suitable composition of the ferrite cores. The results achieved so far are, however, for high requirements, e.g. B. for frequency standards for electronic clocks, not yet satisfactory.
Der vorliegenden Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für elektronische Geräte geeignete Resonanzelemente zu schaffen, deren Resonanzfrequenz von äußeren Einflüssen, wie Temperaturänderungen, mechanische Erschütterungen und dergleichen möglichst unabhängig und über längere Zeiträume möglichst konstant ist, jedoch in einfacher Weise in gewissen Grenzen einstellbar ist.The present invention has the object based, in particular to create suitable resonance elements for electronic devices, their resonance frequency from external influences such as temperature changes, mechanical vibrations and the like is as independent as possible and as constant as possible over long periods of time, but in a simple manner in can be set to certain limits.
Bei einem Resonanzclement mit einem Ferritringkern aus magnetostriKtivem Werkstoff, der azimutal vorpolarisiert und durch ein azimutal gerichtetes magnetisches Wechselfeld zu Radialschwingungen anregbar ist, dessen von äußeren Einflüssen unabhängige Eigenfrequenz in gewissen Grenzen einstellbar ist, sieht die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe -inen Ferritringkern mit rechteckähnlicher Hystereseschleife vor, der durch einen magnetischen Feldimpuls, dessen Stärke größer ist als die Koerzitivfeldstärke des Ferritmaterials, azimutal vorpolarisiert ist.In the case of a resonance element with a ferrite ring core made of magnetostrictive material, the azimuthal pre-polarized and through an azimuthally directed alternating magnetic field to form radial oscillations can be excited, the natural frequency of which is independent of external influences adjustable within certain limits, The invention sees the solution to the problem posed-a ferrite ring core with a rectangular-like hysteresis loop before, by a magnetic field pulse whose strength is greater than the coercive force of the Ferrite material, is azimuthally prepolarized.
Diese Resonanzelemente erfüllen sämtliche, eingangs geforderten Eigenschaften hinsichtlich Temperaturunabhängigkeit und Unbeeiiiflußbarkeit durch mechanische Erschütterungen.These resonance elements meet all the properties required at the beginning with regard to temperature independence and inability to flow through mechanical shocks.
Durch die Höhe des Feldimpulses läßt sich eineThe height of the field pulse can be a
Feinabstimmung der Schwingfrequenz erzielen. Da derAchieve fine tuning of the oscillation frequency. Since the
Ferritringkern induktiv angesteuert wird, ist imFerrite ring core is driven inductively, is in
Unterschied zu einem Schwingquarz, der ElektrodenDifference to an oscillating crystal, the electrodes
, besitzt, auch keine Verbindung des schwingenden, possesses, also no connection of the vibrating
Körpers mit ei.ier Zuleitung nötig, so daß eineBody with egg
dämpfungsarme und schockabsorbierende HalterungLow-damping and shock-absorbing bracket
einfach verwirklicht werden kann. Die Erfindung wirecan be easily realized. The invention wire
nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutertexplained in more detail below with reference to the drawing
, Darin zeigt, Shows in it
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Gegenstan des nach der Erfindung in teilweise perspektivischer unc schematischer Darstellung;F i g. 1 shows a first embodiment of the object of the invention in a partially perspective and schematic representation;
F i g. 2 das elektrische Ersatzschaltbild des Resonanz-■lements nach F i g. 1;F i g. 2 the electrical equivalent circuit diagram of the ■ resonance element according to FIG. 1;
Fig-3 die Ortskurve des Scheinwiderstandes des Resonanzkreises, wobei der Scheinwiderstand auf den Wert (OaL normiert ist; 3 shows the locus of the impedance of the resonance circuit, the impedance being normalized to the value (OaL;
Fig.4 ein zweites Ausführungsb<;ispiel des Gegenstandes nach der Erfindung in schematischer Darstel-4 shows a second embodiment of the object according to the invention in a schematic representation
Fig.5 das elektrische Ersatzschaltbild des Ausführungsbeispieles nach F ig. 4; ,o5 shows the electrical equivalent circuit diagram of the exemplary embodiment according to Fig. 4; ,O
Fig.6 tin drittes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach der Erfindung in schematischer Darstel-6 tin third embodiment of the object according to the invention in a schematic representation
Fi'g-7 e'n viertes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach der Erfindung in schematischer Darstel-Fi'g-7 e 'n fourth embodiment of the article according to the invention in a schematic representation
Fig.8 eine Skizze der Ortskurve des Scheinwiderstandes des Resonanzkreises für das Ausführungsbeispiel gemäß F ig. 7;Fig. 8 is a sketch of the locus of the impedance of the resonance circuit for the embodiment according to FIG. 7;
F i g. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Gegen-Standes nach der Erfindung in schematischer Darstellung; F i g. 9 a fifth embodiment of the subject matter according to the invention in a schematic representation;
Fig. 10 die Abhängigkeit der Eigenfrequenz von der Temperatur für mehrere, in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Schwinger nach der Erfindung;10 shows the dependence of the natural frequency on the Temperature for several oscillators according to the invention which differ in their composition;
Fig. Π ein Ausführungsbeispiel für die Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz eines Schwingers nach der Erfindung, eines Übertragers und einer Schwinger-Übertrager-Kombination; Fig. Π an embodiment for the temperature dependency the natural frequency of an oscillator according to the invention, a transducer and a transducer-transducer combination;
F i g. 12 ein Ausführungsbeispiel für die Abhängigkeil der Eigenfrequenz eines Schwingers nach der Erfindung von der Höhe des Vormagnetisierungsimpulses.F i g. 12 shows an embodiment for the dependent wedge the natural frequency of an oscillator according to the invention on the level of the bias pulse.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten eisten Ausführungsbeispiel eines Resonanzelements mit konstanter Eigenfrequenz ist ein aus einem magnetostriktiven Ferrit mit rechteckähnlidier Hystereseschleife gefertigter Ringkern 5 durch einen magnetischen Feldimpuls, dessen Stärke größer ist als die Koerzitivfeldstärke Wr azimutal vorpolarisiert und mit einer Wicklung 6 mit Anschlüssen 1 2 versehen, die — wie in dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt ist - im Extremfall nur aus einer Windung bestehen kann. Der Ferritringkern 5 ist durch ein azimutal gerichtetes magnetisches Wechselfeld zu mechanischen Radialschwingungen anregbar, wobei stets vorausgesetzt wird, daß das 4s anregende Feid kleiner ist als die Koerzitivfeldstärke des Werkstoffes.In the first embodiment of a resonance element with constant natural frequency shown in Fig. 1, a toroidal core 5 made of magnetostrictive ferrite with a rectangular hysteresis loop is azimuthally prepolarized by a magnetic field pulse, the strength of which is greater than the coercive field strength Wr, and with a winding 6 with connections 1 2 provided, which - as in the in F i g. 1 is shown - in the extreme case can only consist of one turn. The ferrite ring core 5 can be excited to mechanical radial vibrations by an azimuthally directed alternating magnetic field, whereby it is always assumed that the 4 s exciting field is smaller than the coercive field strength of the material.
Fig. 2 zeigt das elektrische Ersatzschaltbild des Resonanzelements nach F i g. 1, wobei angenommen ist, daß der Leitungswiderstand vernachlässigbar klein ist. Es bedeutetFig. 2 shows the electrical equivalent circuit diagram of the Resonance element according to FIG. 1, assuming that the line resistance is negligibly small. It means
L = Grundinduktivität.
A: = elektromechanischer Kopplungsfaktor. Q = Güte der mechanischen Schwingung, y L = basic inductance.
A: = electromechanical coupling factor. Q = quality of the mechanical vibration, y
W0 = Kreisfrequenz der Eigenschwingung (ωο = 2π/ό).W 0 = angular frequency of the natural oscillation (ω ο = 2π / ό).
Bei brauchbaren Ferritkernen liegt der clekiromechanische Kopplungsfaktor k in der Größenordnung von ν etwa 0,1, die Güte der mechanischen Schwingung in der Größenordnung von 1000, wobei nur Ferritkerne brauchbar sind, bei denen die Bedingung A: ■ Q>\ erfüllt ist. Für die Frequenz /« gilt hierbei die Faustformel:In the case of usable ferrite cores, the clekiromechanical coupling factor k is in the order of magnitude of ν approximately 0.1, the quality of the mechanical oscillation in the order of 1000, whereby only ferrite cores are usable for which the condition A : Q> \ is fulfilled. The rule of thumb applies to the frequency / «:
VIII/ ~" (/„ mm ' wobei mit da der Außendurchmesser des Ferritringkernes bezeichnet ist.VIII / ~ "(/" mm 'where d a denotes the outer diameter of the ferrite ring core.
Als Ortskurve des Scheinwiderstandes des Zweipols ergibt sich in der Nähe von ω0 ein Kreis, der bei Normierung des Scheinwiderstandes auf den Wert ω0 · L und unter der Annahme k2 ■ Q> 1, die auch im weiteren immer gilt, die Mittelpunktskoordinaten k- ■ QIl bzw. 1 und den Durchmesser k2 ■ Q hat (siehe F i g. 3). Zwischen den auf ω0 normierten Resonanzfrequenzen Ω, bzw. Q2 und den Größen Q sowie k gilt hierbei die Beziehung:The locus of the impedance of the two-terminal pole results in a circle in the vicinity of ω 0 which, if the impedance is normalized to the value ω 0 · L and under the assumption k 2 · Q> 1, which also applies in the following, the center point coordinates k - ■ QIl or 1 and the diameter k 2 ■ Q (see Fig. 3). The relationship between the resonance frequencies Ω or Q 2 normalized to ω 0 and the quantities Q and k applies here:
wobei näherungsweise gilt Ωι = 1 und Ω2y+where approximately Ωι = 1 and Ω 2 y + applies
Für den Resonanzwiderstand R]' gilt die Beziehung R\'^k2 ■ Qü)ü ■ L, weshalb die Induktivität L entsprechend groß sein muß, wenn man bei gegebener Größe von k2 ■ Qund der geforderten Resonanzfrequenz f\ =/0 einen möglichst großen Resonanzwiderstand R\ erzielen will. Die Induktivität des Resonanzelements hängt hierbei von der Remanenzpermeabilität des Werkstoffes, den geometrischen Abmessungen und dem Quadrat der Windungszahl ab. Mit Rücksicht auf andere wichtige Eigenschaften, wie z. B. den Kopplungsfaktor, die Güte und den Temperaturkoeffizienten, ist die Remanenzpermeabilität allerdings nur in geringem Maße frei wählbar. Da auch die geometrischen Abmessungen infolge der geforderten Resonanzfrequenz f\ festgelegt sind oder aus Platzgründen möglichst klein sein sollen, läßt sich folglich ein hoher Resonanzwiderstand nur durch eine entsprechend hohe Windungszahl erzielen.For the resonance resistance R] ' , the relationship R \' ^ k 2 ■ Qü) ü ■ L applies, which is why the inductance L must be correspondingly large if one has a given size of k 2 ■ Q and the required resonance frequency f \ = / 0 wants to achieve the greatest possible resonance resistance R \. The inductance of the resonance element depends on the remanence permeability of the material, the geometric dimensions and the square of the number of turns. With regard to other important properties, such as B. the coupling factor, the quality and the temperature coefficient, the remanence permeability is only to a small extent freely selectable. Since the geometric dimensions are also fixed as a result of the required resonance frequency f \ or should be as small as possible for reasons of space, a high resonance resistance can consequently only be achieved with a correspondingly high number of turns.
Da aber eine dämpfungsfreie Lagerung besonders bei kleineren Ferritringkernen problematisch ist wenn mehrere oder viele Windungen durch den als Schwinger wirkenden Ferritringkern zu führen sind, wird — wie dies im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 und 5 dargestellt ist — der Ferritringkern 5 mittels einer Koppelschleife 8 mit einem Übertragcrkern 7 induktiv gekoppelt, dessen Primärinduktivität L\ im allgemeinen dabei so groß sein muß, daß die BedingungHowever, since damping-free storage is problematic, especially with smaller ferrite ring cores, if several or many windings are to be passed through the ferrite ring core acting as an oscillator, - as in the second exemplary embodiment according to FIG. 4 and 5 is shown - the ferrite ring core 5 is inductively coupled by means of a coupling loop 8 to a transformer core 7, the primary inductance L \ must generally be so large that the condition
erfüllt ist. Außerdem ist darauf zu achten, daß der ohmsche Widerstand im Kopplungskreis sehr klein gegenüber Mi' ist. Die auf den Übertragerkern aufgebrachte Sekundärwicklung mit den Ausgängen 1,2 ist hierbei mit 9 bezeichnet Entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ü ist der /wischen den Ausgängen 1, 2 auftretende Resotnmzwiderstand R/ um den Faktor ü2 größer als R]'. is satisfied. In addition, it must be ensured that the ohmic resistance in the coupling circuit is very small compared to Mi '. The secondary winding applied to the transformer core with the outputs 1, 2 is denoted by 9. Corresponding to the transmission ratio ü , the resolver resistance R / between the outputs 1, 2 is greater than R by a factor of 2 than R] '.
Das elektrische Ersatzschaltbild der Anordnung nach F i g. 4 ist in F i g. 5 gezeigt.The electrical equivalent circuit diagram of the arrangement according to FIG. 4 is in FIG. 5 shown.
Da /.am Aufbau einer Oszillatorschaltung im allgemeinen eine Vierpolimpedanz günstiger 'ist als eine Zweipolimpedanz, kann gemäß dem in F i g. 6 gezeigter weiteren Ausführungsbeispiel auf den Übertragerkern \ eine zweite Sekundärwicklung 10 mit Ausgängen 3, ' aufgebracht sein.Since a four-pole impedance is generally more favorable than a two-pole impedance in the construction of an oscillator circuit, according to the method shown in FIG. 6 another embodiment shown on the transformer core \ a second secondary winding 10 with outputs 3, ' can be applied.
Unabhängig von der Bev:h;il'fenhcit des Übertrager 7 und der Art seiner Bewicklung kann man /wischen dei lenitringkern 5 und den Übertrager 7 ein einstellbare , induktives Koppelglied 11 schallen (siehe Fig. 7, durcl das sieh der Arbeitspunkt b/w. Nulldurchgang der i F i g. 8 schematisch dargestellten Ortskurve zu etwa höheren l-iequen/e'i hin verschieben läßi. WenRegardless of the Bev: h; il'fenhcit of the transformer 7 and the way it is wrapped can be wiped out lenitringkern 5 and the transformer 7 an adjustable , sound inductive coupling member 11 (see Fig. 7, durcl see the working point b / w. Zero crossing of the i F i g. 8 diagrammatically shown locus can be shifted towards approximately higher l-iequen / e'i. Whom
nämlich zu der Grundinduktivität L noch die Induktivität λ ■ L des induktiven Koppelgliedes 11 hinzukommt, verschiebt sich der Kreismittelpunkt M parallel zur y-Achse der Ortskurve nach M*, wobei die Resonanzfrequenz Ωι nach Ωι* wandert. Zur Berechnung von Ωι* gilt dabei die folgende Formel:namely the Grundinduktivität L nor the inductance λ ■ L of the inductive coupling member 11 is added, the circle center point M of the locus moves parallel to the y-axis to the M *, where the resonance frequency moves to Ωι Ωι *. The following formula applies to the calculation of Ωι *:
U1* =U 1 * =
Q |/2(/.+ D Q | / 2 (/.+ D
2Q2 + k2Q2 + 2/.Q2~\ -/.- 2Q 2 + k 2 Q 2 + 2 / .Q 2 ~ \ - / .-
Im Hinblick auf die Eindeutigkeit der Resonanzstelle muß dabeiWith regard to the uniqueness of the point of resonance must be there
sein, d. h. λ darf nicht so große Werte annehmen., ie λ must not have such large values.
Durch das einstellbare induktive Koppelglied ist eine Feinstabstimmung der Resonanzfrequenz durchführbar.The adjustable inductive coupling element allows fine tuning of the resonance frequency.
Durch die in F i g. 9 dargestellte Anordnung, bei der zwei Übertragerkerne 12 über eine Koppelschleife 8, in der eine abgleichbare Gegeninduktivität 13 liegt, an den Ferritringkern 5 induktiv gekoppelt sind, läßt sich ein größerer Variationsbereich erzielen, da durch diese Anordnung der Mittelpunkt M (siehe F i g. 8) auch unter die x-Achse geschoben werden kann. Die Sekundärwicklungen der Übertragerkerne 12 sind hierbei mit 14 bezeichnet.Through the in F i g. 9, in which two transformer cores 12 are inductively coupled to the ferrite ring core 5 via a coupling loop 8 in which there is an adjustable mutual inductance 13, a larger range of variation can be achieved because this arrangement allows the center point M (see FIG. 8) can also be pushed under the x-axis. The secondary windings of the transformer cores 12 are denoted by 14.
Als magnetostriktive Werkstoffe mit rechteckähnlicher Hystereseschleife werden bevorzugt nach ihrer Sinterung gegebenenfalls in einem magnetischen Längsfeld getemperte, vorzugsweise überstöchiometrische Co-haltige Ni-Zn-Ferrite mit rechteckähnlicher Hystereseschleife und folgender Zusammensetzung ihrer Ausgangskomponenten:As magnetostrictive materials with a rectangular hysteresis loop are preferred after their Sintering, optionally tempered in a longitudinal magnetic field, preferably overstoichiometric Co-containing Ni-Zn ferrites with a rectangular hysteresis loop and the following composition of their starting components:
51-62Mol-% Fe2O3
0-25Mol-°/o ZnO
Rest NiO
ca. 0,3 bis 1 Gew.-°/o CoO51-62 mol% Fe 2 O 3
0-25 mol% ZnO
Remainder NiO
about 0.3 to 1% by weight CoO
benutzt, da diese — wie die Fig. 10 für die nachstehenden Zusammensetzungen zeigt — eine sehr geringe Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz besitzen.is used, as this - as FIG. 10 shows for the following compositions - is a very good one have low temperature dependence of the natural frequency.
Die Fig. 10 zeigt für drei in der nachstehenden Tabelle mit a, b und c bezeichneten Ferritringkerne die Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz, wobei die Kurven a, b und c jeweils den gleichbezeichneten Kernen zugeordnet sind und einen parabolischen Verlauf aufweisen und die Lage des Maximums durch den Co-Gehalt dem Einsatzgebiet entsprechend festgelegt werden kann.FIG. 10 shows the temperature dependence of the natural frequency for three ferrite ring cores labeled a, b and c in the table below, the curves a, b and c being assigned to the cores with the same name and having a parabolic course and the position of the maximum through the Co-content can be determined according to the area of application.
Kern a Core a
Die Ferritringkerne gemäß obenstehender Tabelle wurden nach der Sinterung noch in einem magnetischenThe ferrite ring cores according to the table above were still in a magnetic one after sintering
ίο Längsfeld getempert, um die Eigenschaften zur Ausbildung einer rechteckförmigen Hystereseschleife einzuprägen. Zur Steuerung des Temperaturganges sowie den Werten von Q und k sind auch andere Zusätze, z. B. CaO, BaO, verwendbar.ίο Longitudinal field annealed in order to impress the properties for the formation of a rectangular hysteresis loop. To control the temperature response and the values of Q and k , other additives, e.g. B. CaO, BaO, can be used.
Der Temperaturgang der Resonanzfrequenz läßt sich, wie dies in F i g. 11 dargestellt ist, bis zu einem strichliniert dargestellten Kurvenverlauf d verflachen, wenn man die mit e bezeichnete Kurve der Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz des Schwingers bzw. Ferritringkernes durch einen entsprechenden Induktivitäts-Temperatur-Verlauf /"des Übertrager-Werkstoffes kompensiert. Bei einem parabolischen Temperaturgang der Eigenfrequenz des Schwingers, wie dies im gezeigten Beispiel der Fall ist, muß der Übertrager einen glockenkurvenförmigen L-Verlauf / aufweisen, wenn die mit ^bezeichnete Kurve erhalten werden soll. Der in F i g. 11 gemessene Ferritringkern besaß folgende Daten:The temperature response of the resonance frequency can, as shown in FIG. 11 is shown, flatten up to a curve d shown in dashed lines, if one compensates the curve marked with e of the temperature dependence of the natural frequency of the oscillator or ferrite ring core by a corresponding inductance-temperature curve / "of the transmitter material Natural frequency of the oscillator, as is the case in the example shown, the transformer must have a bell-shaped L- shape if the curve marked with ^ is to be obtained. The ferrite ring core measured in FIG. 11 had the following data:
L = 10 nH
k = 0,16
<? = 1200
/"0 = 390 kHz. L = 10 nH
k = 0.16
<? = 1200
/ "0 = 390 kHz.
Die Fig. 12 zeigt schließlich die anhand eines in einem Magnetfeld getemperten Ferritringkernes mit 6 mm Außendurchmesser und folgender Zusammensetzung seiner Ausgangskomponenten:Finally, FIG. 12 shows the with the aid of a ferrite ring core tempered in a magnetic field 6 mm outside diameter and the following composition of its starting components:
53,0 Mol-% Fe2O3
20,0 Mol-% ZnO
27,0 Mol-% NiO
0,64Gew.-% CoO53.0 mole percent Fe 2 O 3
20.0 mole percent ZnO
27.0 mole percent NiO
0.64 wt% CoO
ermittelte Abhängigkeit der Eigenfrequenz von der Höhe des Vormagnetisierungsimpulses Iv, wobei Ir auf den Koerzitivstrom /c des Ferritringkernes normiert ist. Man erkennt dabei, daß eine Variation von mehr als l%o möglich istDetermined dependence of the natural frequency on the level of the bias pulse Iv, where I r is normalized to the coercive current / c of the ferrite ring core. It can be seen that a variation of more than 1% is possible
Zweckmäßigerweise ist das Resonanzelement in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse eingesetzt das mit einem trockenen Gr % z.B. Stickstoff, gefüllt oder gegebenenfalls evakuiert ist Wie bei jedem mechanisch schwingenden Gebilde wird nämlich die Eigenfrequenz verändert, wenn sich z. B. Staub oder kondensierte Feuchtigkeit niederschlägt Da auch magnetische Störfelder die Eigenfrequenz beeinflussen können, sollte das Gehäuse zweckmäßigerweise aus einem magnetisch leitenden Material bestehen.The resonance element is expediently inserted in a hermetically sealed housing which is filled with a dry Gr%, for example nitrogen, or possibly evacuated. B. Dust or condensed moisture precipitates. Since magnetic interference fields can also affect the natural frequency, the housing should be made of a magnetically conductive material.
Hierzu 4 BkUt ZeichnungenIn addition 4 BkUt drawings
Claims (2)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742443215 DE2443215C3 (en) | 1974-09-10 | Resonance element with constant natural frequency | |
| IT2685675A IT1042260B (en) | 1974-09-10 | 1975-09-03 | FUNCTIONAL ELEMENT WITH OWN CONSTANT FREQUENCY |
| FR7527579A FR2285017A1 (en) | 1974-09-10 | 1975-09-09 | Constant characteristic frequency element with ferrite ring core - useful for electronic equipment e.g. clocks |
| JP10988575A JPS5153495A (en) | 1974-09-10 | 1975-09-10 | Itsuteino kojushuhasuomotsukinososhi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742443215 DE2443215C3 (en) | 1974-09-10 | Resonance element with constant natural frequency |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2443215A1 DE2443215A1 (en) | 1976-03-25 |
| DE2443215B2 DE2443215B2 (en) | 1976-09-23 |
| DE2443215C3 true DE2443215C3 (en) | 1977-05-05 |
Family
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