Способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов

(1731608 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Приоритет СССРло делам изобретени открытий К 534.232 (088.8) 0,04.80, Боллетеь16. Рачк товский ордена Трудового Красного Знамен государственный университет(71) Заявител 54) СПОСОБ АБСОЛ 1 ОТНОРЧ КАЛИБРОВКИ ИНФРАЗВУКОВЫХ ГИДРОФОНОВ2 не- ороной,либчто ка- пер- ско- еля- стялют- офонов.20 При в ной каме оси вращ ленным 4 при н25 нии Рс н давление змерительзонтальной ко закрепжидкостью ком давлепеременное ать в виде герметичноисительно горифиг. 2) с жестрофоном 3 игидр остатпчесон действуетможно запис ращении ры 1 отн ения 2 нутри г чальном а гидро которо Р, +Р,+Р,столба жид выражением сти, оп давление деляемое где Р,30 Изобретение относится к области технической акустики и может быть использовано для калибровки пьезокерамических приемников, а также для определения их пьезоконстант.Известны способы калибровки виброметров, велосиметров, акселерометров, основанные на вращении испытуемых приборов на центрифугах или маятниковых стендах 11. При этих способах центростремительное ускорение сообщается испытуемому прибору и действует при вращении на его инерционную массу.Однако известные способы не позволяют осуществить калибровку гидрофонов по давлению, так как на вращающихся стендах для калибровки виброизмерительных приборов можно только определить виброчувствительность гидрофонов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ абсолютной калибровки инфразвуковых гидро- фонов, заключающийся во вращении наполненной жидкостью герметичной камеры с неподвижно закрепленным в ней гидрофоном вокруг оси, перпендикулярной к плоскости вращения, и последующим определением чувствительности гидрофона как отношения электрического напряжения на его входе к давлению на входе 12. Недостаток этого способа состоит вобходимости поддержания угловой сксти вращения камеры строго постоянчто представляет собой сложную техн5 скую задачу. В противном случае спобладает невысокой точностью,Цель изобретения - повышение каровки.Поставленная цель достигается тем10 дополнительно вращают измерительнуюмеру в плоскости, перпендикулярной квоначальноп плоскости вращения, амую чувствительность гидрофона опредют как разность между чувствительн15 ми, полученными при двух вращенияхмеры.На фиг. 1 и 2 поясняется способ абсоной калибровки инфразвуковых гидр3Р, =рдН,созЫ,где р - плотность жидкости;д - ускорение силы тяжести;Н 1 - высота столба жидкости;5ь - угловая скорость;- текущее время;Рг - давление, вызванное действиемцентростремительных сил в результате нестабильности угловойскорости на столб жидкости;Рз - давление, вызванное действиемцентростремительных сил наинерционную массу испытуемогогидрофона в результате нестабильности угловой скорости.В процессе измерения чувствительность гидрофонов определяется выражением20 где У - электрическое напряжение на выходе гидрофона;Р в давлен на входе гидрофона.Деформация оболочки гидрофона при измерении чувствительности происходит в линейной области малых деформаций, поэтому применим закон суперпозиций, и выра. жение чувствительности при вращении измерительной камеры в вертикальной плоскости можно записать в виде 30Т 1 - 71+ 1 з+ 1 згде у, - чувствительность к давлению Р,;уз - чувствительность к давлению Р,;уз - чувствительность к давлению Рз.При вращении измерительной камеры 1 в вертикальной плоскости (фиг. 1) вокруг вертикальной оси 5 с жестко закрепленным гидрофоном 3 и жидкостью 4 внутри камеры давление столба жидкости на гидрофон 3 при размерах Нз(Н, мало и постоянно, поэтому чувствительность испытуемого гидрофона при этом можно записать уп=уз+ +Уз.Искомая чувствительность испытуемого 45 гидрофона запишется как разница между уд и уп где 1 ч - чувствительность гидрофона при 50вращении камеры в вертикальнойплоскости (фиг, 1);уп - чувствительность гидрофона прнвращении камеры в горизонтальной плоскости (фиг. 2);55у 1 - чувствительность к давлениюР, = рН, соя а 1,Таким образом, способ учитывает погрешность измерения, обусловленную влиянием центростремительных сил на инер. ционные массы жидкости и гидрофона при измерении в результате нестабильности угловой скорости, являющейся основной в по. грешпостях измерения при применении способа вращения. Он позволит производить абсолютную калибровку инфразвуковых гидрофонов в измерительных вращающихся камерах при больших начальных гидро- статических давлениях жидкости внутри камеры с точностью порядка 1%.Положительный эффект способа калибровки заключается в повышении его точности во вращающихся измерительных камерах путем компенсации ошибок измерения в результате нестабильности угловой скорости вращения.При использовании способа для калибровки гидрофонов в измерительных вращающихся камерах при высоких начальных гидростатических давлениях внутри камеры появляется возможность создавать конструкции пьезокерамических сейсмоприемников с более высокими и надежными метрологическими характеристиками, а также проводить исследование влияния на важнейшие параметры гидрофбнов (например, чувствительность) длительных воздействий больших гидростатических нагрузок. Формула изобретенияСпособ абсолютной калибровки инфразвуковых гидрофонов, заключающийся во вращении наполненной жидкостью герметичной измерительной камеры с неподвижно закрепленным в ней гидрофоном вокруг оси, перпендикулярной к плоскости вращения, и последующим определением чувствительности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, дополнительно вращают измерительную камеру с той же скоростью в плоскости, перпендикулярной к первоначальной плоскости вращения, а искомую чувствительность гидрофона определяют как разность между чувствительностями, полученными при двух вращениях камеры,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Иориш 10. Виброметрия. М., Машиностроение, 1963, с, 647 в 6.2, Боббер Р. Гидроакустические измерения. М., Мир, 1974, с. 29 - 85 (прототип),731608 ысопи Редактор Т, Рыбалова Изд.276 Тираж 729 Подписноеарственного комитета СССР по делам изобретений и открытии3035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 ипография, пр. Сапунова, 2 Заказ 536/12НПО Поиск Го Составитель В, ВалуевТехред В. Серякова Корректоры: Л, Корого и А. Степанов