Устройство для градуировки гидроакустических преобразователей Советский патент 1983 года по МПК H04R29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического определения метрологических характеристик гидроакустических преобразователей , как в лабораторных так ив натурных условиях. Известно устройство для автомати ческой абсолютной градуировки преоб разователей, содержардее приемный чувствительный преобразователь, всп могательный излучатель и градуируем обрати№й1 преобразователь, соединен ный через переключатель с измерител напряжения ij . Недостатком этого устройства является малая точность градуировки преобразователей. Наиболее близким к изобретению я ляется устройство для градуировки гидроакустических преобразователей, содержащее координатно-поворотное устройство с закрепленными на нем излучателем, градуируемым и обратим преобразователями, соединенные соот ветственно с первым, вторым и треть им входами первого коммутатора, чет вертый вход которого соединен с выходом координатно-поворотного устройства , образцовое сопротивление, соединенное с пятым и шестым входами первого коммутатора, седьмой ;: вход которого соединен с выходом усилителя мощности, последовательно соединенного с аттенюатором и задайщим генератором, а также регистратор и переключатель рода работ 2 . Недостатком известного устройства является малая точность и недост точный динамический диапазон градуировки преобразователей. Целью изобретения является .повышение точности и расширение динами ческого диапазона градуировки преоб разователей. Поставленная цель достигается те что в устройство для градуировки гидроакустических преобразователей, содержащее координатно-поворотное устройство и закрепленные в нем излучатель, градуируемый и обратный преобразователи, соединенные соответственно с первым вторым и третьим входами первого коммутатора, четвер тый вход которого соединен с выходом координатно-поворотного устройства, образцовое сопротивление, соединенное с пятым и шестым входами первого коммутатора, седьмой вход которого соединен с выходом усилите ля мсядности, последовательно соединенного с аттенюатором и задающим генератором, а также регистратор и переключатель рода работ, дополнительно введены последовательно соединенные логарифмический аттенюатор сумматор, второй коммутатор, блок программного управления и генератор тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом переключателя рода работ, причем второй, третий, .четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцать1й выходы блока программного управления соединены соответственно с первым входом логарифмиче(;кого аттенюатора, с вторым и третьим входами блока сравнения, вторыми вхо- . дами сумматора, регистратора, усилителя мощности и аттенюатора, входами задающего генератора, переключателя рода работ и вторым входом первого коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом логарифмического аттенюатора и вторым входом второго коммутатора, третий вход которого соединен .с вторым входом сумматора и трётьим входом блока сравнения, а выход - с вторым/входом регистратора, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока программного управления, второй вход которого соединен свторым выходом координатно-noBopoTt ного устройства. На чертезке представлена функциональная схема устройства для градуировки гидроакустических преобразователей. Устройство для градуировки гидроакустическихопреобразователей содержит координатно-поворотное устройство 1, первый коммутатор 2, излучатель 3, обрат.имый преобразователь 4, градуируемый преобразователь 5, переключатель 6 рода работ, образцовое сопротивление 7, генератор 8 тактовых импульсов, блок 9 программного управления, логарифмический аттенюатор 10,задающий генератор 11, блок 12 сравнения, второй коммутататор 13, регистратор 14, сумматор 15, усилитель 16 мощности и аттенюатор 17. Устройство работает следующим образом. При определении частотной характеристики чувствительности методом взаимности координатно-поворотное устройство 1 подключается к соответствующим блокам через первый коммутатор 2. Излучатель 3, обратимый 4 и градуируег-ий 5 преобразователи устанавливаются в горизонтальной плоскости на штанги координатно-поворотного устройства 1 в вершинах равностороннего треугольника на расстоянии друг от друга и к первому коммутатору 2 подключается образцовое сопротивление 7. Переключатель 6 рода работ устанавливается в поожение Градуировка методом взаимности и от него запускается генераор 8 тактовых импульсов. Тактовые мпульсы с генератора 8 подаются на лок 9 программного управления и с его помощью осуществляется управление работой всех блоков устройства. Поскольку в измерительной цепи применен логарифмический аттенюатор 10,vTO форьлула измерения представляется в пипр 2oegb4(° 2oe Eo 2oegE, -2oegEa 20egE,,), - плотность воды; частота ЕО - напряжение на образцовом сопротивлении в режиме излучения звука; Е| - напряжение на выходе градуируемого преобразователя , в режиме излучения звука о ратимым преобразователем; EjfE - напряжения на вйходе обратимого и градуируемого пре образователей в режиме излучения звука излучателем. Тогда все измерительные операции в методе взаимности сводятся к операциям суммирования результатов измерений. Цикл измерений одной час тотной точки осуществляется за четы ре . В исходном состоянии координатно поворотного устройства 1 в течение первого тактового импульса от бло.ка 9 программного управления включаются: генератор 11, аттенюатор 17 усилитель 16 мощности и первый коммутатор 2. С помощью первого коммутатора 2 образцовое сопротивление подключается последовательно к преобразователю 4 и от усилителя 16 мощности на преобразователь подается напряжение возбуждения фиксированной частоты. Падение напряжения на сопротивление 7 (Ец) через комму татор, 2 подается на вход логарифмического аттенюатора 10 и с его выхо да поступает на измерительный вход блока 12 сравнения. Одновременно блок 9 подает на вход сравнения бло 12 фиксированный уровень опорного сигнала VQ и устанавливает в .логарифмическом аттенюаторе 10 начально ослабление измеряемого сигнала. Величина начального ослабления аттенюатора 10 в дБ определяется расчетным путем и устанавливается в аттенюаторе 10 автоматически при см не частоты градуировки. В результат сравнения сигналов Eg и v на выход блока 12 вырабатывается разностный сигнал U VQ V(5 - EQ , который через блок подается для управления работой аттенюатора 17. ,В зависимости от величины и знака сигнала &Vo аттенюатор 17 изменяет уровень напряжения возбуждения преобразователя 4 до тех пор, пока величина bVp не станет равной нулю. При V О перво слагаемое в выражении (1) станет равным второму, разность этих слагаемых будет равна нулю и в преобразователе 4 установится фиксированное значение ока возбуждения i, В течение второго тактового импульса преобразователи 3, 4,и 5 остаются в исходном положении, а коммутатор подключает логарифмический аттенюатор 10 к выходу преобразователя 5. В блоке 12 напряжение -Е на выходе преобразовав теля 5 в режиме излучения звука преобразователем 4 сравнивается с опорным напряжением Уо. Разность напряжений AV 1 через блок 9 подается для управления работой аттенюатора 10 и он изменяет величину ослабления до тех пор, пока величи;на k не станет равной нулю. Показания аттенюатора 10 в дБ при tiV о будут соответствовать вепи|чине третьего слагаемого выражения (1).. , В промежутке между вторым и третьим тактовыми импульса1 о1 координат.но-поворотное устройство 1 разворачивает преобразователи 3 и 4 на 60 так, что преобразователь 3 оказывает ся направленным в сторону преобразователя 4. В течение третьего тактового импульса первый коммутатор 2 подключает излучатель 3 к выходу усилителя 16 мощности, а .выход преобразователя 4 - к логарифмическому аттенюатору 10. в режиме излучения звука излус чателем 3 в блоке 12 сравнивается напряжение Eg с выхода обратимого преобразователя, работающего в режиме приема, с опорным напряжением VQ. При этом величина ослабления аттенюатора 10 остается неизменной и соответствует значению третьего слагаемого выражения (1), полученному в предыдущем измерении. Разность напряжений uV Vg - Е подается через блок 9 для управления работой аттенюатора 17 и он изменяет уровень напряжения возбуждения излучателя 3 до тех пор, пока величина дУ,2 не станет равной нулю. При . лУ О четвертое слагаемые выражения((1) оказываются равными по абсолютной величине,а их разность будет равна нулю. В промежутке между третьим и четвертым тактовыми импульсами координатно-поворотное устройство.1 разворачивает излучатель 3 в сторону градуируемого преобразователя 5 на 60°. В течение четвертого тактового импульса С помощью первого коммутатора 2 выход преобразователя .5 подключается к аттенюатору 10 и в блоке 12 сравниваются напряжение Е- с выхода преобразователя 5 с опорным напряжением VQ . Разность напряжений iVc; VQ - Е с выхода блока 12 подается для управления работой аттенюатора 10

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее координатнотповоротное - . устройство и закрепленные на нем излучатель, градуируемый и обратимый преобразователи, соединенные соответственно с первым, вторым и третим входами первого коммутатора, четвертый вход которого соединен с выходом координатно-поворотного устройства, образцовое сопротивление, соединенное с пятьом и шестым входами первого коммутатора, седьмой вход которого соединен с выходом усилителя мощностиj последовательно соединенного с аттенюатором и задающим генератором, а также регистратор и переключатель рода .работ, отличающееся тем, что, с целью повы шения точности и расширения динамического диапазона градуировки преобразователей, в него дополнительно введены последовательно соединенные логарифмический аттенюатор, сумматор, второй коммутатор, блок программного управления и генератор тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом переключателя рода работ, причем второй, третий, четвертый , пятый, шестой, седьмой, вось мой, девятый, десятый и одиннадцатый выходы блока программного управления соединены соответственно с первым входом логарифмического аттенюатора, с вторым и третьим входами блока сравнения, вторыми входами сумматора, регистратора, усилителя мощности и аттенюатора, входами задающего.генератора, переключателя рода работ и вторым входом первого коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом логарифмического атте нюатора и вторым входом второго коммутатора, третий вход которого соединен с вторым входом сумматора и , третьим входом блока сравнения, а вы- ход - с вторым входом регистратора, выход блока сравнения соединен с вторым входом блока программного управления, второй вход которого соединен с вторым выходом координатноповоротного устройства.