Способ определения чувствительности электроакустического преобразователя методом взаимности

( ТЕНИ БР ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ Ч = Ч,бЯ. Распред ние нормальнои нои скорости о нированный пр преобразовате вномерности а ой неравномер йств обратимо деление норма тельной скорос лоскостях, где э ется. иКуно- - д го ль- ф ти ( ) та 0.ится к об й и можетровке электлей.,сти ыть акуопределени кустически ом взаимн ости,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МЕТОДОМ ВЗАИМНОСТИ(57) Использование; в области акустическихизмерений. Сущность изобретения; излучают акустические колебания вспомогательным преобразователем и принимают ихисп ытуемым преобразователем, Э кспериментально определяют параметр взаимности С, рассчитывают чувствительностьиспытуемого преобразователя по данным отоках и напряжениях на электрическойстороне преобразователей и о параметревзаимности С. Экспериментальное определение параметра взаимности осуществляютпутем замещения испытуемого преобразователя комбинированным приемником давИзобретение отн кустических измере спользовано при кал тических преобразова Известны способы ствительности электро образователей метод ления и колебательнои скорости. Далее излучают обратимым преобразователем, после чего комбинированным приемником, настроив его на максимум чувствительности по давлению, измеряют акустическое давление, создаваемое обратимым преобразователем, настраивают комбинированный приемник на максимум чувствительности по колебательной скорости и измеряют распределение нормальной составляющей колебательной скорости Ч, по замкнутой поверхности 3, охватывающей обратимый преобразователь за пределами волновой зоны Френеля, а затем определяют параметр взаимности С как отношение объемной колебательной скорости Ч к акустическому давлению Ро, т.е. С = ИР 0,составляющей колебатель ределяют, вращая комби емник вокруг обратимого или наоборот. При нера стического поля, вызванн стью направленных сво преобразователя, распре ной составляющей колеба определяют только в тех п неравномерность проявля основанные на том, что при измерениях используют электроакустические преобразователи, один иэ которых является обратимым (линейным и пассивным) и для него отношение чувствительности в режиме приема к чувствительности в режиме излучения является постоянной величиной, называемой параметром взаимности С,который зависит от свойств акустической среды, частоты и граничных условий 1,Известен способ самовзаимности, когда обратимый преобразователь излучаетакустические импульсы и принимает отражение от преграды 2, Способ целесообразно использовать при отражающихсвойствах преграды, близких к идеальным,Наиболее близким к предлагаемому является стандартный способ взаимности 3, в котором для определения чувствительности используют три преобразователя. В соответствии со стандартным способомвзаимности, акустические колебания излучают вспомогательным преобразователем и принимают их испытуемым преобразователем, затем излучают акустические колебания обратимым преобразователем и принимают их испытуемым преобразователем, а чувствительность испытуемого преобразователя определяют по данным отоках и напряжениях на электрической стороне преобразователей и о параметревзаимности С. Параметр взаимности определяют расчетным путем для того типа волн, которыми аппроксимировано реальное акустическое поле, возникающее в процессе эксперимента по определению чувствительности, Использование расчетного значения параметра взаимности вносит в измерения чувствительности систематическую погрешность и снижает достоверность измерений в реальных акустических полях.Целью изобретения является повышение достоверности измерений чувствительности и электроакустических преобразователей путем экспериментального определения параметра взаимности,Поставленная цель достигается тем, чтов способ определения чувствительности электроакустического преобразователя методом взаимности, заключающийся в излучении акустических колебаний вспомогательным преобразователем и приеме их испытуемым преобразователем, излученииакустических колебаний обратимым преобразователем и приеме их испытуемым преобразователем, расчете чувствительности испытуемого преобразователя по данным о токах и напряжениях на электрической стороне преобразователей и о параметре взаимности С, введены новые признаки: передрасчетом чувствительности испытуемогопреобразователя его замещаюткомбинированным приемником давления и колебательной скорости, настраивают приемник на максимальную чувствительность по давлению, сканируя его характеристику направленности по давлению, измеряют акустическое давление Р, комбинированным приемником, настраивают комбинированный приемник на максимальную чувствительность, сканируя его характеристикунаправленности колебательной скорости,5 измеряют комбинированным приемникомраспределение нормальной составляющейколебательной скорости Ч по замкнутойповерхности Я, охватывающей обратимыйпреобразователь за пределами волновой зо 10 ны Френеля, рассчитывают значения объемной колебательной скорости Ч = ЧбЯ иопределяют параметр взаимности С как отношение объемной колебательной скоростиЧ к акустическому давлению Ро,.Если сечения характеристики направленности обратимым преобразователемпри излучении им акустического сигнала всферической системе координат под угламиОир одинаковы, распределение нормальной составляющей колебательной скоростиизмеряют комбинированным приемникомпо двум замкнутым окружностям в двух взаимноперпендикулярных плоскостях Ч25 Щипал(ф), а значение объемной колебательной скорости рассчитывают по формуле2 Л глЧ=Ч,(р) брЧ,(О) эп ООО.30 У=оО=оЕсли излучение акустического сигнала,осуществляемое обратимым преобразователем, имеет неравномерность характеристики направленности только в одной плоскости, распределение нормальной составляющей колебательной скорости измеряют комбинированным приемником по замкнутой окружности радиуса г, а обьемную скорость определяют по формуле45 Для определения нормальной составляющей колебательной скорости вращают комбинированный приемник вокруг обратимого преобразователя или наоборот.На чертеже представлено устройстводля реализации предложенного способа.Устройство содержит последовательносоединенные генератор 1, переключатель 2, к входам которого подсоединены акустически связанные между собой обратимый 55 преобразователь 3, вспомогательный преобразователь 4, испытуемый преобразователь 5, а также усилитель 6, фильтр 7, регистратор 8. Омическое сопротивление 9 подключено к генератору 1 и переключате 1760650/ОТ 5 П 45УР 0431 угу 35 45 Ро О 4,3лю 2. Комбинированный приемник 10, механически связанный с поворотным устройством 11, подключен к выходу блока формирования приема акустического давления, его градиента (колебательной скорости) и сканирования 12, вход которого соединен с переключателем 2, Устройство содержит также последовательно-параллельно соединенные накапливающий сумматор 13, первый и второй блоки памяти 14 и 15, делитель 16, блок памяти параметра взаимности 17 и вычислитель 18, вход которого соединен с выходом фильтра 7, второй вход - с выходом блока памяти параметра взаимности 17, а выход - с входом регистратора 8. Синхровходы блока управления 19 соединены с синхровходами переключателя 2, блока памяти параметра взаимности 17, делителя 16, первого и второго блоков памяти 14 и 15, накапливающего сумматора 13, вычислителя 18 и регистратора 8,С помощью этого устройства определена чувствительность сферического преобразователя, Измерения проводили в безграничной среде. В качестве вспомогательного и обратимого преобразователей использованы сферическое преобразователи с патрубком. Наличие патрубка в процессе излучения приводит к искажению сферического поля в горизонтальной плоскости.Реализация способа осуществляется следующим образом. Сначала производят измерение параметра взаимности С, Для этого испытуемый преобразователь 5 замещают комбинированным приемником 10, который может быть выполнен, например, из двух сферических гидрофонов, Производят излучение акустических колебаний обратимым преобразователем 3. С помощью блока формирования приема акустического давления, его градиента и сканирования 12 переключают комбинированный приемник на режим измерения градиента давления (колебательной скорости), настроив комбинированный приемник на максимальную чувствительность по колебательной скорости. Вращая комбинированный приемник 10 с помощью поворотного устройства 11 в горизонтальной плоскости вокруг обратимого преобразователя 3, находят значения объемной скорости, используя для интегрирования накапливающий сумматоо 13, Значения заносят в первый блок памяти 14. Возвращают комбинированный приемник 10 в исходное положение. Посредством блока 12 переводят комбинированный приемник 10 в режим измерения акустического давления, настроив его на максимальную чувствительность по давлению. Измеряют Ро и значение Ро заносят во второй блок памяти 15. Далее комбинированный приемник замещают испытуемым приемником 5 и производят операции стандартного способа взаимности: излучают вспомогательным преобразователем 4 и принимают акустические колебания испытуемым преобразователем 5, заносят данные о напряжении на его выходе О 4,5 в память вычислителя 18, Принимают эти колебания обратимым преобразователем 3, заносят данные о напряжении на его выходе О 4,3 в память вычислителя 18, излучают обратимым преобразователем 3, принимают акустические колебания испытуемым преобразователем 5, заносят данные о напряжении О 3,5 на выходе испытуемого преобразователя 5 и о токечерез обратимый преобразователь 3 ввычислитель 18. Производят расчет чувствительности по алгоритму: Формула изобретения 1, Способ определения чувствительности электроакустического преобразователя методом взаимности, заключающийся в излучении акустических колебаний вспомогательным преобразователем и приеме их испытуемым преобразователем, излучении акустических колебаний обратимым преобразователем и приеме их испытуемым преобразователем, расчете чувствительности испытуемого преобразователя по данным о токах и напряжениях на электрической стороне преобразователей и о параметре взаимности С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности путем экспериментального определения параметра взаимности, перед расчетом чувствительности испытуемого преобразователя его замещают комбинированным приемником давления и колебательной скорости, настраивают комбинированный приемник на максимальную чувствительность по давлению, сканируя его характеристику направленности по давлению, измеряют акустическое давление Ро комбинированным приемником, настраивают комбинированный приемник на максимальную чувствительность по колебательной скорости, сканируя его характеристику направленности колебательной скорости, измеряют комбинированным приемником распределение нормальной составляющей колебательной скорости Чп по замкнутой1760650 2 К 2 ЛЧ= 1 Ч(р)с 1 Ч(О)зп ОдО, у=о О=о Составитель И.Герасимовадактор И,Никольская Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши каз 3193 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 роиз поверхности Я, охватывающей обратимый преобразователь за пределами волновой зоны Френеля, рассчитывают значение объемной колебательной скорости Ч =ЧпбЯ и 5 определяют параметр взаимности С как отношение объемной колебательной скорости Ч к акустическому давлению Ро.2. Способ по и. 1, отл и ча ю щи й ся тем, что излучение акустического сигнала осуществляют обратимым преобразователем, сечения характеристики направленности которого под углами Оирв сферической системе координат одинаковы, распределение нормальной составляющей колебательной скорости измеряют комбинированным приемником по двум замкнутым окружностям в двух взаимно перпендикулярных плоскостях Чп (О) ИЧ(о), а значение объемной колебательной скорости рассчитывают по формуле 3. Способ поп,1, отличающийся тем, что излучение акустического сигнала осуществляют обратимым преобразователем с неравномерной характеристикой направленности в одной плоскости, распределение нормальной составляющей колебательной скорости измеряют комбинированным приемником по замкнутой окружности с радиусом г, а объемную колебательную скорость рассчитывают по формуле лЧ=2 КГ, Чп (О) ви Об О.О=о.4, Способ по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при измерении распределения нормальной составляющей колебательной скорости Чп вращают комбинированный приемник вокруг обратимого преобразователя,5, Способ по пп. 1 - 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при измерении распределения нормальной составляющей колебательной скорости Чп вращают обратимый преобразователь вокруг комбинированного приемника.