[發(fā)明專利]一種原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210429422.1
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102928708A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷海東;劉勇;蘭慧;詹志明
• 申請（專利權(quán)）人: 江漢大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原子頻標(biāo)領(lǐng)域，特別涉及一種原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量方法和裝置。

背景技術(shù)

原子頻標(biāo)作為高穩(wěn)定、高精度的時(shí)間同步源，正被廣泛應(yīng)用于航天、通訊、國防軍事等眾多領(lǐng)域。這些應(yīng)用領(lǐng)域就要求原子頻標(biāo)能夠適應(yīng)各種苛刻的環(huán)境，尤其是工作溫度。因?yàn)椋ぷ鳒囟鹊淖兓瘜鹪宇l標(biāo)內(nèi)部燈溫、腔溫等核心部件工作溫度的變化，進(jìn)一步造成原子超精細(xì)結(jié)構(gòu)0-0躍遷頻率的不穩(wěn)定，最終影響頻率輸出的穩(wěn)定性。

因此，為了研究溫度對原子頻標(biāo)輸出的影響，需要對原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量方法和裝置。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量方法，所述方法包括：

當(dāng)原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度為T1時(shí)，測量所述原子頻標(biāo)的輸出頻率f1；

當(dāng)所述原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度為T2且T2不等于T1時(shí)，測量所述原子頻標(biāo)的輸出頻率f2；

根據(jù)所述輸出頻率f1和所述輸出頻率f2計(jì)算所述原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)。

其中，根據(jù)以下公式計(jì)算所述原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)：

其中，Δf＝f2-f1，f=(f1+f2)/2，ΔT=T2-T1；

其中，f1為當(dāng)所述工作環(huán)境溫度為T1時(shí)，所述原子頻標(biāo)的輸出頻率；f2為當(dāng)所述工作環(huán)境溫度為T2時(shí)，所述原子頻標(biāo)的輸出頻率。

進(jìn)一步地，測量所述原子頻標(biāo)的輸出頻率，包括：

在外部參考時(shí)鐘作用下對原子頻標(biāo)的輸出頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，完成N次采樣，并對所述N次采樣得到的采樣值進(jìn)行算術(shù)平均，得到所述原子頻標(biāo)的輸出頻率。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：設(shè)置所述原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度。

進(jìn)一步地，所述設(shè)置所述原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度，包括：

將恒溫箱的溫度預(yù)設(shè)為預(yù)定值，所述原子頻標(biāo)置于所述恒溫箱內(nèi)；

待所述恒溫箱內(nèi)的溫度恒定后，測量所述恒溫箱內(nèi)的溫度，得到所述原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度。

進(jìn)一步地，所述待所述恒溫箱內(nèi)的溫度恒定后，測量所述恒溫箱內(nèi)的溫度，包括：

在所述恒溫箱以所述預(yù)定值工作至少30分鐘后，測量所述恒溫箱內(nèi)的溫度。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量裝置，所述裝置包括：用于控制原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度的恒溫箱、用于測量所述原子頻標(biāo)輸出頻率的頻率計(jì)數(shù)器、用于存儲所述原子頻標(biāo)輸出頻率的寄存器以及用于根據(jù)所述原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度和所述輸出頻率計(jì)算所述原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的處理器；所述寄存器與所述頻率計(jì)數(shù)器電連接，所述處理器同時(shí)與所述恒溫箱、所述頻率計(jì)數(shù)器以及所述寄存器電連接。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括用于測量所述原子頻標(biāo)的實(shí)際工作環(huán)境溫度的溫度傳感器。

其中，所述頻率計(jì)數(shù)器采用氫鐘作為外部參考時(shí)鐘。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過分別測量兩個(gè)不同工作環(huán)境溫度值時(shí)原子頻標(biāo)的輸出頻率，計(jì)算原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)，使得原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)測量方便可行，對研究及減小溫度系數(shù)對原子頻標(biāo)的影響、提高原子頻標(biāo)的頻率穩(wěn)定度具有重要作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種原子頻標(biāo)的溫度系數(shù)的測量方法，參見圖1，該方法包括：

步驟100：當(dāng)原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度為T1時(shí)，測量原子頻標(biāo)的輸出頻率f1。

具體地，在測量原子頻標(biāo)的輸出頻率f1之前，該方法還包括：

設(shè)置原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度。

具體地，設(shè)置原子頻標(biāo)的工作環(huán)境溫度包括以下步驟：

A、將恒溫箱的溫度預(yù)設(shè)為T10，原子頻標(biāo)置于恒溫箱內(nèi)。

該恒溫箱優(yōu)選為控溫精度在±0.1℃范圍內(nèi)的恒溫箱。