[发明专利]一种原子频标的温度系数的测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及原子频标领域，特别涉及一种原子频标的温度系数的测量方法和装置。

背景技术

原子频标作为高稳定、高精度的时间同步源，正被广泛应用于航天、通讯、国防军事等众多领域。这些应用领域就要求原子频标能够适应各种苛刻的环境，尤其是工作温度。因为，工作温度的变化将会引起原子频标内部灯温、腔温等核心部件工作温度的变化，进一步造成原子超精细结构0-0跃迁频率的不稳定，最终影响频率输出的稳定性。

因此，为了研究温度对原子频标输出的影响，需要对原子频标的温度系数进行测量。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种原子频标的温度系数的测量方法和装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种原子频标的温度系数的测量方法，所述方法包括：

当原子频标的工作环境温度为T1时，测量所述原子频标的输出频率f1；

当所述原子频标的工作环境温度为T2且T2不等于T1时，测量所述原子频标的输出频率f2；

根据所述输出频率f1和所述输出频率f2计算所述原子频标的温度系数。

其中，根据以下公式计算所述原子频标的温度系数：

其中，Δf＝f2-f1，f=(f1+f2)/2，ΔT=T2-T1；

其中，f1为当所述工作环境温度为T1时，所述原子频标的输出频率；f2为当所述工作环境温度为T2时，所述原子频标的输出频率。

进一步地，测量所述原子频标的输出频率，包括：

在外部参考时钟作用下对原子频标的输出频率进行计数，完成N次采样，并对所述N次采样得到的采样值进行算术平均，得到所述原子频标的输出频率。

进一步地，所述方法还包括：设置所述原子频标的工作环境温度。

进一步地，所述设置所述原子频标的工作环境温度，包括：

将恒温箱的温度预设为预定值，所述原子频标置于所述恒温箱内；

待所述恒温箱内的温度恒定后，测量所述恒温箱内的温度，得到所述原子频标的工作环境温度。

进一步地，所述待所述恒温箱内的温度恒定后，测量所述恒温箱内的温度，包括：

在所述恒温箱以所述预定值工作至少30分钟后，测量所述恒温箱内的温度。

另一方面，本发明实施例还提供了一种原子频标的温度系数的测量装置，所述装置包括：用于控制原子频标的工作环境温度的恒温箱、用于测量所述原子频标输出频率的频率计数器、用于存储所述原子频标输出频率的寄存器以及用于根据所述原子频标的工作环境温度和所述输出频率计算所述原子频标的温度系数的处理器；所述寄存器与所述频率计数器电连接，所述处理器同时与所述恒温箱、所述频率计数器以及所述寄存器电连接。

进一步地，所述装置还包括用于测量所述原子频标的实际工作环境温度的温度传感器。

其中，所述频率计数器采用氢钟作为外部参考时钟。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过分别测量两个不同工作环境温度值时原子频标的输出频率，计算原子频标的温度系数，使得原子频标的温度系数测量方便可行，对研究及减小温度系数对原子频标的影响、提高原子频标的频率稳定度具有重要作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的原子频标的温度系数的测量方法流程图；

图2是本发明实施例二提供的原子频标的温度系数的测量装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种原子频标的温度系数的测量方法，参见图1，该方法包括：

步骤100：当原子频标的工作环境温度为T1时，测量原子频标的输出频率f1。

具体地，在测量原子频标的输出频率f1之前，该方法还包括：

设置原子频标的工作环境温度。

具体地，设置原子频标的工作环境温度包括以下步骤：

A、将恒温箱的温度预设为T10，原子频标置于恒温箱内。

该恒温箱优选为控温精度在±0.1℃范围内的恒温箱。