SU864593A1 - Способ абсолютной градуировки акустоэлектрического преобразовател - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электре|1Яе ханическим преобразовател м,-а именно к способам градуировки приемников и излучателей акустических колебаний.

Известен способ относительной градуировки, заключакнцийс  в измерении ЭДС градуируемого и образцового приемников, возбуждаемых одинаковым акустическим давлением D-}.

Однако этот способ облетает серьезными недостатками - мал межповё-, рочный интервал образцового акустоэлектрического преобразовател  приемника ) , заметна зависимость результатов из «рений от внешних факторов, например статического давлени .

Известен также способ градуировки по методу взаимности с помощью вспомогательного электроакустического преобразовател  шестиполюсника с двум  электрическими и одной акустической сторонами. Используемый вспомогательный шестиполюснйк обладает тем свойством, что при заторможенной акустической его стороне исключен обмен энергией между электрическими сторонами. При абсолютных способах измерений достигаетс  более высока  точность, ввиду независимо:сти результатов измерений от значе нй  пьеэонюдул ,активного материала вспомогательного преобразовател .

Известный способ градуировки заключаетс  в электрическом возбуждении первой электрической стороны электроакустического шестиполюсника, измерении возникающих при этом ЭДС Е

10 ни второй его электрической стороне и ЭДС ЕГ на выходе градуируемого приемника и определении искомой чувствительности последнего по формуле

15

НА -bi..

, У) IW- -

20 :где Г4

ЭДС на выходе градуируемого приемника и на второй электрической стороне шестиполюсника соответственно при возбуждении первой элек25 трической стороны шестиполюсника ,

К константа шестиполюсника частота градуировки .

f

30

Н ( z) - параметр взаимности, определенный дл  прин того расположени  шестиполюсника и градуируемого приемника, граничных условий и параметров рабочей сре-п ды.

Дл  случа  свободного пол  параетр взаимности равен

2у

Н:

угД

где

г - рассто ние между шестиполюсником и грудуируе им приемником;

Я - плотность рабочей среды. В случае малой камеры параметр взаимности равен

(г)

рс

где V -.рабочий объем камеры;

С - скорость рспространени  звука в рабочей среде 2. Этот способ градуировки дает возможность автоматизировать процесс измерений и обеспечить высокую точность при контроле параметров рабочей среды, что возможно, например в лабораторных услови х. ОднакО; как видно из формул 2 и 3, результаты измерений завис т от значений параметров рабочей среды р и С, что  вл етс  причиной их нестабильности. Это приводит в неконтролируемых, например натурных, услови х к дополнительным погрешност м измерений.

Цель изобретени  - исключе-ние вли ни  на результаты измерений нестабильных параметров рабочей среды.

Поставленна  цель достигаетс  тем что при градуировке измер ют ток возбуждени  первой электрической стороны шестиполюсника, затем акустически возбуждают шести.полюсник и градуируемый акустоэлектрический преобразователь одинаковым акустическим давлением, измер ют возникшие при этом ЭДС на выходах первой и второй электрических сторон шестиполюсника и на выходе градуируемого акустоэлектрического преобразовател , а чувствительность последнего определ ют по формуле

1;

Е

(4.)

ти

Е,Е ,Е „- ЭДС на выходе гра дуируемого акустоэлектрического преобразовател , первой и второй электрических сторон

шестиполю ника соответственно при облучении их одинаковым акустическим давлением ,

-ЭДС на второй элек2 . трической стороне

шестиполюсника при возбуждении его первой электрической стороны током

-собственный импе33 данс шестиполюсника с акустической стороны .

Как следует из формулы (4) посто нна  измерени  определ етс  лишь импедансом Zgg. Этот параметр дл  (НИЗКИХ частот (ниже первой резонанс .ной частоты шестиполюсника) выражаетс  дл  цилиндрического преобразовател  следующим образом

7 - ±.--2EMllo. ,ч ЪЪ ЦОС UUR62где UJ

-кругова  частота градуировки }

С

-акустическа  гибкость шестиполюсника

R, h, (У

-радиус, высота, толтина пьезоцилиндра

S-2fCRh,E - модуль Юнга материачО

ла пьезоцилиндра.

Как видно из формулы (5), в рассматриваемом случае низких частот Z зависит от стабильных параметров модул  Юнга материала шестиполюсника и от его геометрии.

Таким образом, в предложенном способе исключена пг исуща  методу взаимности зависимость результатов измерений от параметров рабочей среды и свойственна  методу сравнени  зависимость результатов измерений от значени  пьезомодул  материала образцового пьезоприемника.

На чертеже показана структурна  схема устройства, реализующего предложенный способ.

На чертеже -обозначено: 1 - генератор 2 - электроакустический преобразователь - шестиполюсник; 3 - токоизмерительный элемент; 4 - вольтмер 5 - излучатель; 6 градуируемый акустоэлектрический преобразователь; 7 и 8 - переключатели.

Claims (1)

1. Устройство работает следующим образом .Генератор 1 возбуждает первую электрическую сторону шестиполюсника 2 током l-f. Этот ток измер ют в виде падени  иапр м ени  на токоизмерительном элементе 3 вольтметром 4. Затем вольтметр 4 подключают ко второй электрической ст ороне шестиполюсника 2 и измер ют ЭДС на этой стороне шестиполюсника ЕЯ Далее генератор 1 подключают к излучателю 5 и с помощью вольтметра 4 последовательно измер ют ЭДС Е, на первой электрической сторона шестиполюсника , - на второй его электрической стороне и Ej-j, - на выходе градуируемого акустоэлектрического пре образовател  6. Измеренные величины тока и напр жений подставл ют в фор мулу Д4) и вычисл ют чувствительнос Использование данного изобретени  позвол ет существенно повысить точность акустических измерений в натурных, трудно контролируемых услови х . Изобретение может быть использовано дл  определени  коэффициента акустоэлектрического преобразовател  (чувствительности) гидрофона , микрофона и других акустических приемников звука. Предложенный способ градуировки может быть легко автоматизирован, так как искома  чувствительность акустоэлектр ческого преобразовател  и измер емые величины св заны простым соотношением с помощью независ щей от частоты константы. Формула изобретени  Способ абсолюной градуировки аку стоэлектрического преобразовател , при котором электрически возбуждают первую электрическую сторону электо акустического шестиполюсника и изме р ют ЭДС, возникшую при этом на вто рой электрической стороне-шестиполю ника, отличающийс  тем, что, с целью исключени  вли ни  на результаты измерений нестабильности значений параметров рабочей среды, измер ют ток возбуждени  первой эле трической стороны шестиполюсника, затем акустически возбуждают шестисник и градуируемый акустоэлекеский преобразователь одинаковым тическим давлением, измер ют возие при этом ЭДС на выходах пери второй электрических сторон иполюсника и на выходе градуиого акустоэлектрического преобрателен , а чувствительность последопредел ют по формуле fAr--E™-V -T-i Е ,Е ,Е - ЭДС на выходе гра- Гц п И и дуируемого акустоэлектрического преобразовател , первый и второй электрических сторон шестиполюсника соответственно при облучении их одинаковым акустическим давлением, -ЭДС на второй электрической стороне шестиполюсника при возбуждении его первой электрической стороны током 1 ; - собственный импеданс шестиполюсника с акустической его стороны. Истончики информации, тые во внимание при экспертизе . Иофе В.И., Корольков В.Г., ков М.А. Справочник по акустике. Св зь, 1979,с. 299-303. . Авторское свидетельство СССР  вке J 26349,91/18-10, 04 R 3i/o6, 26.06.78 (про ) .