Приемник звукового давления

Сфвз СеветсиикСфврелистичесииРеснублии ОП ИСАНИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 902326(22)Заявлено ОУ 01 80 (21) 2865013/18-10с присоединением заявки М -Н 04 Й 1 У/00, Н 04 й 29/00 ЭеудвраюыЯ китет сйюр аф лав забретвнЯ и етрытЯ(23) П риоритет -Опубликовано 30.01.82. бюллетень М 4 Дата опубликования описании 30.01.82(72) Авторы г54) ПРИЕМНИК ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ уселем,кжесуще атаки го пр Изобретение относится к измерительной техникеи, в частности, можетбыть использовано для измерения уровня звукового давления в водной средепри длительной эксплуатации в отсутствие поверочных мероприятий.Известны приемники звукового давления (гндрофоны), использующие вкачестве электроакустического элемента преобразователи пьезоэлектри;еского типа 1 1.Недостатком известных звукоприемников является зависимость их чувствительности от внешних факторов,например, статического давления,времени эксплуатации, температурыокружающей среды и др.Указанная зависимость обусловленатем, что параметры пьезокерамики,в частности, ее пьезомодуль, изменяются под воздействием отмеченных факторов.Известения, имеющ н приемник звукового давле ий электроакустический пре образователь и электронную часть усилитель), коэффициент преобразова ния которой контролируется 1 2 .Недостатком известного приемника является зависимость его чувствительности от внешних условий, так как в нем отсутствует возможность контроля акустоэлектрнческого коэффициента преобразования электроак тического преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является приемник звукового давления, содержащий пьезоэлектрический преобразова тель со вспомогательньюч входом и ра бочим электрическим выходом, соединенным с предварительным усилит генератор тока и усилитель и. та индикатор,Известное устройство может о ствлять самоградуировки непосредственно в условиях эксплу и 3 1.Недостатком известно иемника является нестабильность его парамет ф3 90232 ров при изменении внешних воздействий и невозможность адаптации к внешним воздействиям, что значитель" но усложняет его эксплуатацию.Цель изобретения - обеспечение стабильности параметров при изменении внешних воздействийПоставленная цель достигается тем, что приемник звукового давления содержащий пьезоэлектрический преоб в разователь со вспомогательным входом й рабочим электрическим выходом, соединенным с предварительным усилителем, генератор тока и усилитель, снабжен управляемым аттенюатором, стабилизированным источником постоянного напряжения, блоком запоминания, логическим блоком. сравнения, управляемым переключателем и резистором, причем генератор тока соединен с управ-.ляемым переключателем, первый выход которого соединен со вспомогательным электрическим входом преобразовате 1 ля, а второй - с потенциальной точ- кой резистора, последовательно включенного в цепь рабочего электрического выхода и предварительного усилителя, выход которого через управляемый аттенюатор и усилитель соединен со входом блока запоминания и с первым входом логическдго блока сравнения, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора, блока запоминания и управляемого переключателя, а второй и третий входы - соотИ ветственно со стабилизированным источником постоянного напряжения и выходом блока запоминания.6На чертеже показана структурная схема предлагаемого приемника.Приемник состоит из последовательно соединенных электроакустического преобразователя 1, предваритель 43 ного усилителя 2, управляемого аттенюатора 3, усилителя 4, а также генератора 5 тока, подключенного через управляемый переключатель 6 к вспомогательному входу преобразователя 1 и к потенциальной точке резистора 7, логического блока 8, стабилизированного источника 9 постоянного напряжения и блока 10 запоминания.Приемник звукового давления в режиме измерения звукового давления работает следующим образом.Акустический сигнал воздействует на злектроакустическнй преобразова" 6 фтель 1, преобразуется в электрическое напряжение, возникающее на электрическом рабочем выходе преобразователя. Это напряжение, пройдя через цепочку блоков, состоящую из предварительного усилителя 2, аттенюатора 3 и усилителя 4, измеряется в виде напряже.ия 0 на выходе усилителя 4.Измеренное напряжение связано со зву ковым давлением Р зависимостью В=-01 К, где К К 1,М - общий коэффициент преобразования звукоприемника (К - коэффициент передачи электронной части звукоприемника, М - чувствительность электроакустического преобразователя). Очевидно, что нестабильность величин К, и М определяют нестабильность общего коэффициента преобразования К, В предлагаемом приемнике происходит автоматическая коррекция кОэффициента К, те. обеспечивается адаптация звукоприем" ника к внешним воздействиям.Выполнение электроакустического преобразователя предлагаемого приемника с рабочим выходом и вспомогате" льным электрическим входом позволяет записать общий коэффициент преобразования К в виде где 02 - напряжение, возникающеена выходе звукоприемникапри возбуждении его преобразоватечя со стороны вспомогательного электрического входа током 1;Щ - частота;С - акустическая гибкость преобразователя.Автоматическая коррекция выполняется следующим образом.Сигнал с выхода генератора 5 тока через автоматический переключатель 6 (который в начальный момент обеспечивает соединение генератора 5 и потенциальной точки резистора 7) поступает на потенциальную точку резистора 7, величина которого подобрана из ус ловия Й/2/ (где 2 - входной электрический импеданс преобразователя со стороны его вспомогательного электрического входа). При этом на входе предварительного усилителя 2 возникает напряжение 0 1 Й , которое вызовет на выходе усилителя 4 напряжения О , равное КО, Это напряжение поступает на вход логического блока 8,90232 б ПОо э где сравнивается со стабилизированными постоянными напряжениями, выра. батываемым стабилизированным источником 9. Если указанные напряжения не равны, то логический блок сравнения вырабатывает сигнал управления, по которому управляемый аттенюатор3 начинает изменять свое затухание. По достижении момента равенства логический блок 8 сравнения прекраща ет изменение затухания аттенюатора 3. При этом электронная часть звукоп;.иемника будет иметь коэффициент пере 1дачи К 1,. равный Кк Оз/М= ОоРР, где Оо" стабилизированное напряжение ис" 15 точника 9.Поскольку генератор 5 является генератором тока /1=сопзФ/, то К сопзй, т.е. К примет известное й калиброванное значение. 20После выполнения операции коррекции коэффициента передачи (обеспечения Ксопзй) логический блок 8 выИрабатывает второй управляющий сигнал, по которому переключатель 6 25 соединяет генератор 5 и вспомогатель" ный электрический вход преобразователя - 1. Возникшее при этом напряг жение на его рабочем электрическом выходе, пройдя через цепочку блоков Зо 2, 3 и 4, поступает на вход блока 10 запоминания, где по команде с логического блока 8 запоминается в,(виде напряжения Ооо, и на второй вход логического блока 8, где срав-ф нивается с опорным стабилизированный напряжением Оо источника 9. Если имеет место Ц о ФОо, то логический блок(8 сравнен я вырабатывает третий управляющий сигнал, по которому проис ходит запоминание в блоке 10 напряже 1ния 02а также аттенюатор 3 начинает изменять коэффициент преобразования звукоприемника. Очевидно, чтоккоэффициент передачи К будет опреги 1 ь/ деляться соотношением 1 п Кп ОЯ(о) где 0 - текущее значение напряжения на выходе звукоприемника, вызванное воздействием на вспомогательный элек. трический вход преобразователя током 4. Соответственно, согласно соотношению (1), общий коэффициент преобразования звукоприемника будет определяться формулой где АКи Э - постоянная величина. 6На этом этапе логический блок 8 вычисляет значение функции(1(0 и сравнивает полученную величину с опорным стабилизированным напряжением источника 9. Как только величина ОдОодостигнет заданного значения(0 аЩ )(, сопзй, логический блок 8 прекращает изменение величины затухания аттенюатора 3 и поддержи" вает ее на достигнутом уровне. Это состояние, как следует иэ соотношения (2), и соответствует завершееао автоматического ввода поправки общего коэффициента преобразования К звукоприемника. Опйсанные операции обеспечиваютавтоматическое поддержание на задан"ом номинальном уровне величиныивходящей в формулу (1 ),аким образом, так как акустичес"кая гибкость С, входящая в формулу,является величиной стабильной и независящей от внешних факторов, тоуказанное устройство обеспечиваетвыполнение автоматической коррекциикоэффициента преобразования предла"гаемого звукоприемника, т.е. обеспечивает стабильность параметров приемника при изменении внешних условий. формула изобретения Приемник звукового давления, содержащий пьезоэлектрический преобра зователь со вспомогательным входом и рабочим электрическим выходом, соединенннм с предварительным усили" телем, генератора тока и усилитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения стабильности параметров при изменении внешних воздействий, он снабжен управляемым аттенюатором, стабилизированнью источником постоянного напряжения, блоком запоминания, логическим блоком сравнения, управляемым переключателем и резистором, причем генератор тока соединен с управляемым переклю чателем, первый выход которого сое-, динен со вспомогательным электрическим входом преобразователя, а второй - с потенциальной точкой резистора, последовательно включенного в цепь рабочего электрического выхода и предварительного усилителя, выход которого череэ управляемый аттенюатор и усилитель соединен со входомИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Боббер Р. Гидроакустическиеизмерения. И., Ъир", 1974 с. 272.2. Авторское свидетельство СССР9 628962, кл. В 06 В 1/06, 1974.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2687194/8-10,1 в кл. Н 04 Й 29/00, 978 (прототип),7 902326 блока запоминания и с первым входом логического блока сравнения, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора, блока запоминания и управляемого переключателя, а второй и третий входы - соответственно со стабилизированным источником постоянного напряжения и выходом блока запоминания,Составитель Е. ЛиВ. Пилипенко Техреду.Бабинец Редакт аз д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 1244/74 ВНИИПИ Государстпо делам изобр 113035 Москва Тираж 684нного комитета СССений и открытий35 Раушская наб,винов Корректор А. Подписное