Способ градуировки обратимого электроакустического преобразователя и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК H04R29/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано при определении чувствительности электроакустических преобразователей в режиме приема и излучения.

Известна градуировка электроакустических преобразователей способом сравнения. По этому способу излученный сигнал одновременно принимают образцовым и испытуемым приемниками, при этом чувст-, вительность испытуемого приемника определяют сравнивая ее с чувствительностью образцового.

Недостатком способа сравнения является необходимость эталонной предварительной градуировки образцового приемника, погрешность градуировки которого повышает погрешность градуировки испытуемого приемника.

Известны и другие способы градуировки, например пистофоннный инерционный,

недостатки которых связаны с ограниченными возможностями их применения.

Наиболее распространенным и универсальным способом градуировки электроакустических преобразователей является способ, основанный на использовании принципа взаимности.

Известный способ градуировки обратимого преобразователя включает возбуждение в среде импульсного акустического сигнала с помощью излучателя, прием этого сигнала обратимым электроакустическим преобразователем и приемником при размещении излучателя приемника и обратимого преобразователя на равном расстоянии друг от друга, измерение амплитуды принятого сигнала м вычисления чувствительности. Эту процедуру осуществляют в три приема: измеряют напряжение на выходе приемника; помещают на место прием- кика, обратимый преобразователь и, не

СО

с

VJ СЛ СО О ГО XI

меняя режим работы излучателя, измеряют напряжение на выходе обратимого преобразователя; обратимый преобразователь используют в режиме излучения. Измеряют напряжения на выходе приемника. Параметр взаимности определяют расчетным путем.

Способ реализуется с помощью устройства, содержащего последовательно соеди- ненный генератор импульсов, переключатель, усилитель, фильтры, регистратор, а также приемник, излучатель и обратимый преобразователь, подсоединенный к переключателю, и сопротивление, включенное между генератором и землей.

Недостатком известных способа и устройства, является большая трудоемкость градуировки, выполняемой в несколько этапов, сложность измерений и повышенная погрешность, обусловленная сложением ошибок на каждом этапе.

Целью изобретения является повышение точности и оперативности градуировки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе градуировки обратимого электроакустического преобразователя, включающем возбуждение в среде импульсного акустического сигнала с помощью излучателя, прием этого сигнала обратимым электроакустическим преобразователем и приемником при размещении излучателя, приемника и обратимого преобразователя на равном расстоянии друг от друга, измерение амплитуды принятого сигнала и вычисление чувствительности, принятый обратимым преобразователем сигнал усиливают, задерживают во времени и возбуждают им обратимый преобразователь, излученный сигнал которого регистрируют приемником, а чувствительность в режиме излучения уазл.и приема упр определяют из выражений

УИЗЛ. VA/ioT, упр VA H/K , где Н - коэффициент взаимности обратимого преобразователя;

А - отношение амплитуд принятых приемником сигналов от излучателя и обратимого преобразователя;.

К - коэффициент усиления принятого обратимым преобразователем сигнала.

Достижению поставленной цели способствует также выбор продолжительности акустической посылки, обеспечивающей установившийся режим, времени задержки, обеспечивающего завершение ревербера- ционного процесса, и акустической мощности излучения, обеспечивающей превышение принятого сигнала над помехами, приведенными к входу испытуемого преобразователя.

Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства, содержащего последовательно соединенные генератор импульсов и излучатель, приемник, обратимый электроакустический преобразователь, усилитель и регистратор, кроме того, в него дополнительно введены коммутатор приема-передачи с клеммой для подключения испытуемого преобразователя, последовательно соединенные пороговая схема, блок задержки сигнала и усилитель мощности, выход которого соединен с входом коммутатора приема-передачи, выход которого через усилитель соединен с входом пороговой схемы, причем приемник подключен к входу регистратора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,

Устройство для регистрации обратимого электроакустического преобразователя 1 содержит последовательно соединенные

генераторы 2 импульсов и излучатель 3, акустически связанные с ним приемник 4 и испытуемый преобразователь, последовательно соединенные коммутатор 5 приема- передачи, имеющий клемму для соединения

с испытуемым преобразователем, усилитель 6, пороговую схему 7, блок 8 задержки сигнала, усилитель 9 мощности, выход которого соединен с входом коммутатора 5 приема-передачи, а также регистратор 10,

подключенный к выходу приемника 2.

Обязательным требованием к преобразователям 1 - 3 я регистратору 10 должна быть их линейность. Пороговая схема 7

предназначена для исключения самовозбуждения регистрирующей схемы блоков 5-9 из-за наличия акустических и электрических помех.

Предлагаемый способ градуировки обратимого электроакустического преобразователя имеет следующую последовательность операции: с помощью излучателя 3, возбуждаемого генератором 2 импульсов, излучают в среду акустический

0 сигнал, мощность которого определяется выражением

„2jr104pS(2r)

pet;

где г- расстояние между излучателем и приемником;

Рп - уровень помех, приведенных к входу испытуемого преобразователя;

Рс - акустическое сопротивление среды;

5

tj- коэффициент концентрации излучателя. Длительность посылки должна быть равна

,б|

где f - частота, на которой зедется измерение, а- отношение реактивной составляющей импеданса используемой системы к ее активной составляющей.

отношение реактивной составляющей импеданса используемой измерительной системы и ее активной составляющей.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что время задержки сигнала т выбирают из условия

Г Г Рп

УУУ-ПР n-G-lcdK 4/3 -С (1 e

Формула изобретения

и измеряют амплитуду принятого им сигна- ла, а чувствительность в режиме излучения УИЭЛ и в режиме приема упр . определяют из выражений

Уизл. VA/KH , - упр VAH/K , где Н - коэффициент взаимности обратимо- го электроакустического преобразователя;

А - отношение амплитуд принятых приемником сигналов от излучателя и обратимого электроакустического преобразователя;

К - коэффициент усиления принятого обратимым электроакустическим преобразователем сигнала,

где QO - коэффициент реверберации; Рп - уровень помех, приведенный по входу испытуемого преобразователя;

/ - коэффициент пространственного затухания в среде;

с - скорость звука в среде;

р- плотность среды;. (

W - излучаемая мощность акустического сигнала;,

г - коэффициент, зависящий oSr направленных свойств преобразователей.

2 л 104Р(2г2)

рСГ}

W

где г- расстояние между излучателем и приемником,

е

S

8

ъ