Способ градуировки приемника градиента давления

(5 ц 5 Н 04 В 29/00 ИЗСБР АН К акад. Н,алибровка душен ном вского уни, с. 83-85. ИЕМНИКА ность изоадуировки я, закдючаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ПРГРАДИЕНТА ДАВЛЕНИЯ(57) Применение: акустика, Сущбретения; при проведении гприемников градиента давлени Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для градуировки приемников градиента давления, в том числе и тех, которые обладают паразитной чувствительностью к давлению в воздушной и водной средах как в свободном пространстве, так и в условиях ограни- ченного объема, например в звукомерной камере, в гидроакустическом бассейне,Известен способ градуировки приемников градиента звукового давления, который заключается в создании в некотором резервуаре, наполненном водой, стоячей плоской. звуковой волны, такой, чтобы в центре объема было нулевое давление и максимальная колебательная скорость. Градуируемый приемник помещают в центре резервуара таким образом, чтобы направление оси наибольшей чувствительности совпадало с нормалью к фронту волны, Величина градиющейся в размещении градуируемого приемника градиента давления и образцового приемника давления в поле сферической волны, причем ось наибольшей чувствительности приемника совпадает с нормалью к фронту водны, и измерении электрических сигналов с выходов приемниковприемник градиента давления затем поворачивают на 180 относительно оси, проходящей через его фазовый центр перпендикулярно оси наибольшей чувствительности, повторяют измерение электрического сигнала с его выхода и его результат используют вместе с предыдущими для расчета чувствительности приемника градиента давления к градиенту давления и давлению. 2 ил.ва ента звукового давления контролируется с помощью двух приемников давления. Однако частотный диапазон, в котором -может проводиться градуировка, весьма ограничен (3 - 2500 Гц), расширение диапазона требует значительного увеличения веса установки, с помощью которой проводятся измерения.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ градуировки гидроакустических приемников градиента давления в незаглушенном гидробассейне. Способ заключается в размещении в поле сферической волны образцового приемника давления и градуируемого приемника при совпадении его оси наибольшей чувствительности с направлением нормали к фронту волны, измерении электрических сигналов с выходов приемников(ОР и Оц) и расчета по результатам измерений чувстви 1732501тельности приемника градиента давления у 9 по формуле УЯ К ---О ур где ур 0 - чувствительность образцового приемника давления; М - 2 Ю/с; 1 - частота звукового сигнала; с - скорость звука в среде измерения; г - расстояние между фазо 10 выми центрами излучателя и приемника,К недостаткам известного способа можно отнести то, что он позволяет с требуемой точностью проводить градуировку только тех приемников градиента давления; кото 15 рые в силу своих конструктивных особенностей воспринимают принципиально только градиент давления, а на другие компоненты звукового поля например, давление) реагировать не могут,Однако в ряде случаев приемники градиента давления имеют паразитную чувствительность к давлению,которая, в частности, определяет минимум их характеристики направленности. К таким приемни кам относятся, например, те, в которых сигнал, пропорциональный градиенту давления, получается в результате вычитания двух или нескольких сигналов пропорциональных давлению,. При градуировке таких 30 приемников известным способом возникает значительная погрешность,Цель изобретения - повышение точности и информативности градуировки,На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа градуировки приемника градиента давления; на фиг, 2 - графики,Устройство включает в себя излучатель 1, создающий сферическую волну, образцо вый приемник 2 давления, градуируемый приемник 3 градиента давления, узел 4 вращения приемника градиента давления вокруг оси, проходящей через его фазовый центр перпендикулярно оси наибольшей 45 чувствительности,Излучающий тракт, помимо излучателя 1, включает в себя перестраиваемый генератор 5 звуковых частот и усилитель 6 мощности.50Приемный тракт, помимо приемника,включает в себя предварительный усили" г. тель 7, узкополосный фильтр 8, самописец 9 уровня, Образцовый приемник давления и приемник градиента давления могут раэме щаться либо по очереди в одной точке поля, либо одновременно в таких точках поля, в которых его параметры (давление, его градиент) одинаковы,Способ градуировки приемника градиента давления осуществляют следующим образом.В гидроакустическом бассейне (эвукомерной камере, водоеме) в точке, равноудаленной от его. границ, размещают излучатель 1, формирующий сферическую звуковую волну, В поле сферической волны на равном расстоянии от излучателя размещают образцовый приемник 2 давления и градуируемый приемник 3 градиента давления. Приемник 3 градиента давления устанавливают таким образом, чтобы его ось 10 наибольшей чувствительности совпадала с направлением нормали 11 к фронту излучаемой волны, Величина г, соответствующая расстоянию между фазовыми центрами излучателя и приемника, должна удовлетворять следующим условиям:га/2, Мг 1, г 2( ц +и )/Л,где Л= сЛ, К = 2 жЯ, ., Ь - габаритные размеры излучателя и приемника соответственно; а - наименьший размер бассейна глубина водоема); с - скорость звука в среде;- частота излучаемого сигнала.Производят изменение электрических сигналов с выходов приемника 3 градиента давления и образцового приемника 2 давления, Далее приемник 3 градиента давления поворачивают на 180 вокруг оси, проходящей через его фазовый центр, перпендикулярно оси наибольшей чувствительности, и повторяют измерение электрического сигнала с его выхода.Величина напряжения Од на выходе градуируемого приемника 3 градиента давления в поле сферической волны составитО = /Р// ур/2+ - / уц// ур/соз + 2+ /уц/ соз 0( + -Я 2где Р =ур, Ор, Ор напряжение на выходе образцового приемника 2 давления, чувствительность которого ур, у, ур - чувствительности приемника градиента давления к градиенту давления и давлению соответственно; 0 - угол между осью наибольшей чувствительности приемника и нормалью к волновому фронту.В условиях сферической волны величины напряжений ОЯ 1, О 2 на выходе приемника градиента давления, обладающего чувствительностью к давлению, соответствующие О= 0 и О= 180 о, отличаются друг отдруга на величину Од 1 - Одг =/Р/ - /уд//ур Измерив значения Од 1 и Одг, рассчитывают значение чувствительности уд приемника градиента давления к градиенту давления из выражения 1 Кггг емника-градие выражения Ур и нию и чувствительно та давления к даА 2 г/2/Уд/,где А 1 = ( О+ Огд 21/2 рг;Аг =(Ог - Ог )/2 Р 2;Ур Ор, 1 с 2 л/с.Величина /ур/ определяет чувствительность приемника градиента давления в минимумах характеристики направленности.Измерения по предлагаемому способу могут быть использованы и для градуировки комбинированных приемников, имеющих каналы, сигналы на выходе которых пропорциональны градиенту давления и давлению,ф о р мул а изобретения Способ градуировки приемника градиента давления, заключающийся в размещении в поле сферической волны на равном расстоянии от излучателя образцового приемника давления и градуируемого приемника градиента давления при совпадении его оси наибольшей чувствительности с направлением нормали к фронту волны, измерении электрических сигналов с выходов преимников и расчете по результатам измерений чувствительности приемника градиента(1+1/К и чувствительность ур прием20 давления к давлению из выр ика градиентажения Уд/Од 1 Одг,2 2 2 Р Р =уро Ор 1=2 Ус,Од 1 Одг напряж 5 емника градиента дав ворота на 180 о; уро чувствител приемника давления; Ор - измеренное нхо ение н ения д сле ост разцового пряже ние на его вывыми центргнала; 40 ходе;г - расстояние межми излучателя и прием1 - частота излучас - скорость звука45 ду фаз ников; мого с в сред давления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и информативности градуировки после измерения сигналов с выходов приемника градиента 5 давления и образцового приемника давления, приемник градиента давления поворачивают на 180 вокруг оси, проходящей .через его фазовый центр перпендикулярно оси наибольшей чувствительности, повторя ют измерения электрического сигнала с выхода приемника градиента давления, а при расчете находят чувствительность уд приемника градиента давления к градиенту давления из выражения15актор Н,Тупица Т Корректор М.Кучерява оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 1591 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5