專利名稱：一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法
一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法。
背景技術(shù)：
石英電子表是廣泛應(yīng)用于各行業(yè)和我們?nèi)粘Ｉ畹囊环N電子計時器，以下簡稱電子表。電子表日差是電子表連續(xù)走時24h的計時誤差，瞬時日差是測量電子表在某一時間間隔的走時誤差折算到24h的計時誤差，其單位為s、ms等。日差是評價時鐘走時快慢、反映其質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)。一臺時鐘相對標(biāo)準(zhǔn)鐘運行快或慢，取決于所用主振器的頻率。若其頻率實際值比標(biāo)稱值高，則運行得 快，反之則慢。順勢法是根據(jù)構(gòu)成時鐘的時基振蕩器的頻率或節(jié)拍數(shù)，利用瞬時日差測量儀或其他類似儀器直接測量瞬時日差，測量時間短，對檢定/校準(zhǔn)環(huán)境要求相對較低，使用起來比較方便，可以成倍提高檢定/校準(zhǔn)效率。石英晶片之所以能構(gòu)成振蕩電路(諧振)是基于它的壓電效應(yīng)，若其晶片的兩個極板間加一電場，會使晶體產(chǎn)生機械變形；反之，若在極板間施加機械力，又會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如在極板間所加的是交變電壓，就會產(chǎn)生機械變形振動，同時機械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。一般來說，這種機械振動的振幅是比較小的，其振動頻率則是很穩(wěn)定的。但當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(決定于晶片的尺寸)相等時，機械振動的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩(wěn)定度很高，精度不易改變。常用的石英時鐘芯片產(chǎn)生誤差的原因1.來源于晶體本身因素，例如切割制作工藝、溫度影響；2.來源于電路，振蕩電容、雜散電容的數(shù)值與電容溫度漂移造成的誤差。傳統(tǒng)的電子表日誤差由石英晶體決定，其生產(chǎn)方式是在安裝前對石英晶體進(jìn)行檢測，符合某個測量精度范圍的投入生產(chǎn)使用。電子表組裝為成品后，其日誤差即被固定，無法修改或校準(zhǔn)。當(dāng)電子表利用石英晶體構(gòu)成的晶振作為計時基準(zhǔn)時，還會有不同程度的累積誤差。因此，對于時間精度要求高的設(shè)備，其對晶體的品質(zhì)要求十分苛刻，因此造價相對較高；另外，現(xiàn)有的時間校準(zhǔn)的方法，均是通過每日與標(biāo)準(zhǔn)時鐘對時以消除誤差，操作過程繁瑣，且人工操作難免會造成一定的失誤。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法，能有效提高石英計時器時間計量的準(zhǔn)確度、提高石英計時器的產(chǎn)品合格率，減少由于石英計時器的誤差給日常生活所帶來的不便，社會效益和經(jīng)濟效益十分顯著。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法，所述方法包括如下步驟步驟10、用瞬時日差測量儀測量處于工作狀態(tài)下的成品石英計時器，獲得該石英計時器的時間日誤差值；步驟20、在石英計時器的MCU中設(shè)置一校準(zhǔn)時間點、一時間日誤差值、以及一校準(zhǔn)時間間隔值；步驟30、MUC首次讀取石英計時器內(nèi)的時鐘芯片的時間值時，先判斷是否已到校準(zhǔn)時間點，若是，則根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計時，且在經(jīng)過每一個校準(zhǔn)時間間隔值后再次根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計數(shù)值，若否，則繼續(xù)讀取時鐘芯片的時間值。進(jìn)一步地，所述成品石英計時器內(nèi)的一石英晶體振蕩器為溫度補償振蕩器TCX0。本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明獲得晶振頻率誤差是針對整個成品石英計時器的，能夠避免只獲取單獨石英晶體的晶振振蕩電路，而忽略成品電路的對石英晶體產(chǎn)生的頻率誤差，另外，采用溫度補償振蕩器TCXO能夠減少溫度對石英晶體的振蕩頻率產(chǎn)生影響，因此獲得的晶振頻率誤差更加的精準(zhǔn)；將校準(zhǔn)時間點、時間日誤差值以及校準(zhǔn)時間間隔值寫入時鐘芯片內(nèi)設(shè)定的專用寄存器內(nèi)，并將時間修正程序固化進(jìn)時鐘芯片內(nèi)，則時鐘芯片的輸出時間信息時直接加入該修正值；即，將時間修正功能固化入時鐘芯片中，可使用該時鐘芯片構(gòu)成集成電路，有效地減少系統(tǒng)時間誤差，且自動修正時間，更為便捷、顯示的時間更準(zhǔn)確；另外，對于晶體的品質(zhì)要求可降低，同等精度的情況下，可降低電路成本。

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1為本發(fā)明方法流程圖。圖2為本發(fā)明方法中MCU重新配置時鐘芯片的初始計數(shù)值的流程圖。
具體實施方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明涉及一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法，所述方法包括如下步驟步驟10、用瞬時日差測量儀測量處于工作狀態(tài)下的成品石英計時器，獲得該石英計時器的時間日誤差值；步驟20、在石英計時器的MCU中設(shè)置一校準(zhǔn)時間點、一時間日誤差值、以及一校準(zhǔn)時間間隔值等參數(shù)；步驟30、MUC首次讀取石英計時器內(nèi)的時鐘芯片的時間值時，先判斷是否已到校準(zhǔn)時間點，若是，則根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計時，且在經(jīng)過每一個校準(zhǔn)時間間隔值后再次根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計數(shù)值，若否，則繼續(xù)讀取時鐘芯片的時間值。所述成品石英計時器內(nèi)的一石英晶體振蕩器為溫度補償振蕩器TCX0。以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明方法先利用溫度補償振蕩器TCXO進(jìn)行溫度補償后，再利用瞬時日差儀對成品電路進(jìn)行校準(zhǔn)。實施例一—個成品帶有萬年歷功能的溫濕度表，用瞬時日差儀測量其時間日誤差值為+0. 92s ;存入寄存器的修正值為0. 92s ;同時，設(shè)定校準(zhǔn)時間點為23點59分59秒；再設(shè)定的校準(zhǔn)時間間隔值為5天即120小時，即每5日自動修正一次時鐘芯片的時間，第5天修正時間值0. 92*5=4. 60s，修正值四舍五入保留兩位有效數(shù)字，則在第5天的23點59分59秒MCU會重新修正時鐘芯片的初始計數(shù)值，即在下一秒顯示的時間值加上4. 6s ;在下一個校準(zhǔn)時間間隔5天后，繼續(xù)進(jìn)行自動校準(zhǔn)。由于5天的累積誤差為0. 92*5=4. 60s，第5天修正時間值0. 9*5=4. 6s，此時時間誤差為0. Os ;若日誤差為0. 91s，5天的累積誤差為4. 55s，第五天修正時間值為4. 6s，此時時間誤差為0.05s。因此可以看出加入時間修正功能后，時間誤差大大減小，有效減少了人工對時的繁瑣。實施例二 以一個石英晶體成品計時器為例該石英晶體成品計時器的頻率偏差為IPPM的32kHz晶振即在工作環(huán)境下的頻率誤差A(yù) f=(f*頻率偏差)/IO6= (32*103*1) /106=32*10_3Hz，其中f為該晶振頻率;則該片晶振構(gòu)成成品計時器對應(yīng)的日誤差為土(1*24*60*60) /IO6= ± 0. 0864 s，假設(shè)該片晶振構(gòu)成成品計時器為正誤差且在外界條件影響下的日誤差真實值為+0. 0864s,由此產(chǎn)生的真實年誤差值為(+0. 0864s)*365=+31. 536s。將該石英晶體成品計時器利用精度優(yōu)于0. 4PPM的瞬時日差儀進(jìn)行檢測，獲得測量的日誤差值為+0.09s ;因此需要修正的年誤差值為(+0. 09s)*365=+32. 85s。利用本發(fā)明方法將需修正的該石英晶體成品計時器年誤差為+32. 85s，其減去該石英晶體成品計時器的真實年誤差值+31. 536s，則經(jīng)本發(fā)明方法修正后的石英晶體成品計時器的年誤差值為-1. 314s。因此，利用本發(fā)明方法修正后，該頻率偏差為IPPM的晶振構(gòu)成的計時器具年誤差由原來的+31. 536s減小為-1. 314s，大大提高了計時器的準(zhǔn)確度。目前電子計時器具常用的晶振頻率誤差范圍為(10-30)PPM,實施例二來說明本發(fā)明專利對高品質(zhì)晶振準(zhǔn)確度提高也有較大效果，如頻率誤差為20PPM的普通晶振，應(yīng)用本發(fā)明修正后的該片晶振構(gòu)成成品計時器具的年誤差可減小10分鐘左右。本發(fā)明獲得晶振頻率誤差是針對整個成品石英計時器的，能夠避免只獲取單獨石英晶體的晶振振蕩電路，而忽略成品電路的對石英晶體產(chǎn)生的頻率誤差，另外，采用溫度補償振蕩器TCXO能夠減少溫度對石英晶體的振蕩頻率產(chǎn)生影響，因此獲得的晶振頻率誤差更加的精準(zhǔn)；另外，還可將校準(zhǔn)時間點、時間日誤差值以及校準(zhǔn)時間間隔值寫入時鐘芯片內(nèi)設(shè)定的專用寄存器內(nèi)，并將時間修正程序固化進(jìn)時鐘芯片內(nèi)，則時鐘芯片的輸出時間信息時直接加入該修正值；即，將時間修正功能固化入時鐘芯片中，可使用該時鐘芯片構(gòu)成集成電路，有效地減少系統(tǒng)時間誤差，且自動修正時間，更為便捷、顯示的時間更準(zhǔn)確；另外，對于晶體的品質(zhì)要求可降低，同等精度的情況下，可降低電路成本。總之，本發(fā)明能有效提高石英計時器時間計量的準(zhǔn)確度、提高石英計時器的產(chǎn)品合格率，減少由于石英計時器的誤差給日常生活所帶來的不便，社會效益和經(jīng)濟效益十分顯著。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟步驟10、用瞬時日差測量儀測量處于工作狀態(tài)下的成品石英計時器，獲得該石英計時器的時間日誤差值；步驟20、在石英計時器的MCU中設(shè)置一校準(zhǔn)時間點、一時間日誤差值、以及一校準(zhǔn)時間間隔值；步驟30、MUC首次讀取石英計時器內(nèi)的時鐘芯片的時間值時，先判斷是否已到校準(zhǔn)時間點，若是，則根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計時，且在經(jīng)過每一個校準(zhǔn)時間間隔值后再次根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計數(shù)值，若否，則繼續(xù)讀取時鐘芯片的時間值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法，其特征在于所述成品石英計時器內(nèi)的一石英晶體振蕩器為溫度補償振蕩器TCX0。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高石英計時器時間計時準(zhǔn)確度的方法，包括如下步驟用瞬時日差測量儀測量處于工作狀態(tài)下的成品石英計時器，獲得該石英計時器的時間日誤差值；在石英計時器的MCU中設(shè)置一校準(zhǔn)時間點、一時間日誤差值、以及一校準(zhǔn)時間間隔值；最后根據(jù)時間日誤差值重新配置時鐘芯片的初始計時。本發(fā)明使高精度的石英計時器的時間校準(zhǔn)更為精確方便，能夠避免人工操作產(chǎn)生的誤差，同時有效降低成本，社會經(jīng)濟效益十分顯著。
文檔編號G04F5/00GK103034116SQ20121045781
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者林軍, 許航, 方輝, 黃志煌, 呂丹, 卓曉丹 申請人:福建省計量科學(xué)研究院