Устройство для градуировки акустического приемника и способ для ее осуществления Советский патент 1980 года по МПК H04R31/00 H04R29/00 

1

Изобретение относится к электромеханическим преобразователям, а именно к способам и устройствам для градуировки приемников акустических колебаний.

Известно устройство для градуировки акустических приемников с помощью образцового излучателя и способ выполнения такой градуировки. Данное устройство содержит генератор электрических сигналов, измерительный прибор и образцовый электроакустический излучатель. Градуировку проводят следующим образом. Сигнал от генератора подают к образцовому излучателю и измеряют величины подведенного тока или напряжения. Затем измеряют ЭДС на выходе градуируемого приемника. Вычисление его искомой чувствительности проводят по результатам этих измерений и известной чувствительности образцового излучателя в режиме излучения по формуле

п/ Егп - где /Д - чувствительность градуируемого

приемника;

ЕГ.П-ЭДС на выходе градуируемого приемника;

Эц ТОК возбуждения образцового излучателя;

Т - чувствительность образцового излучателя 1.

Недостатком этого способа и устройства для градуировки является невысокая его точность, особенно при работе в широком диапазоне частот. Помимо этого, сложный характер зависимости чувствительности образцового излучателя от частоты значительно снижает производительность градуиров10ки, затрудняя ее автоматизацию.

Известно также устройство для градуировки акустического приемника, содержащее излучатель, выполненный в виде четырехполюсника, с акустическим выходом, свя15занным с градуируемым приемником, подключенным к регистрирующему прибору и электрическим входом, соединенным с генератором сигналов 2 и 3.

Недостатком этого устройства является 20 сложность автоматизации процесса градуировки и невысокая ее точность, обусловленная известным способом ее проведения.

Цель изобретения - повыщение точности и производительности градуировки.

Указанная цель достигается тем, что излучатель выполнен в виде шестиполюсника, снабженного вторым электрическим входом, подключенным к регистрирующему прибору и выполненным с возможностью иск. очения обмена энергией с первым электрическим входом при заторможенном акустическом выходе.

С помощью предложенного устройства оказывается возможным осуществить способ градуировки акустического приемника, отличающийся тем, что измеряют ЭДС на втором электрическом входе и определяют чувствите.тьность градуируемого приемника по формуле

я/ Ег.п К и, , - Ё7 f

где ум -чувствительность градуируемого

приемника; ЕГ.П.-ЭДС на выходе градуируемого при

емника;

Ej -ЭДС на втором электрическом входе излучателя; К - константа излучателя; Н(г)-Параметр взаимности, определенный для конкретного пространственного расположения излучателя и градуируемого приемника и граничных условий акустической среды;

f - частота градуировки. На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения излучателя; на фиг. 2 - структурная схема установки для градуировки акустического приемника.

Излучатель и установка состоят из цилиндрической пьезоэлектрической оболочки 1, внещний электрод которой разделен на секции 2 и 3. Эти секции соединены электрически через одну и их выводы образуют два электрических входа 4 и 5, а наружная поверхность оболочки 1 является рабочей и образует акустический вход акустического приемника 6, находящегося в дальнем акустическо.м поле излучателя 7.

При подаче электрического возбуждения на один из входов 4 или 5, пьезоэлектрическая .оболочка 1 испытывает колебания на радиальных модах. При полном торможении рабочей поверхности, возбуждение любого из электрических входов не вызывает появления напряжения на втором электрическом входе.

Работает установка следующим образом.

При подаче сигнала «Пуск, блок 8, представляющий собой источник управляющего напряжения с запоминающим устройством, вырабатывает монотонно возрастающее от нуля напряжение, поступающее на вход управления аттенюатора 9. С выхода этого аттенюатора, питающегося от генератора 10 сигналов, растущее по амплитуде напряжение возбуждения поступает на один из электрических входов излучателя 7. Последний акустически возбуждает градуируемый приемник 6 (акустическая связь показана пунктиром). Возникщая на втором электрическом входе излучателя 7 ЭДС поступает на вход компаратора И, где сравнивается с напряжением стабильного уровня. При достижении равенства этого напряжения и упомянутой ЭДС, компаратор вырабатывает сигнал управления запоминающим устройством блока 8. По этому сигналу рост управляюo щего напряжения блока 8 прекращается и его уровень запоминается и поддерживается неизменным на время, необходимое для регистрации значения чувствительности испытуемого приемника. Значение чувствительности формируется в соответствии с алгоритмом для свободного поля излучателя из выходной ЭДС градируемого приемника с помощью двух интеграторов 12 и 13, каждый из которых осуществляет деление амплитуды входного монохроматического сигнала на значение его частоты. Значение частного от деления упомянутой ЭДС на квадрат частоты регистрируется регистратором 14 по тому же сигналу управления, выработанному компаратором. По окончании регистрации этого уровня, равного в определенном

S масщтабе искомой чувствительности градуируемого приемника, регистратор 14 передает сигнал окончания градуировки в блок 8, после чего управляющее напряжение источника блока 8 снижается до нуля и установка сохраняет это состояние готовности до сле дующего сигнала «Пуск.

Преимущество предлагаемых устройства и способа состоит в том, что не требуется определять частотную зависимость чувствительности излучателя в рабоче.м диапазоне

y частот - достаточно отградуировать излучатель на одной частоте для определения константы К. При этом возможные нестабильности излучателя автоматически учитываются при выполнении каждой градуировки путем изменения величины Е, что и обеспечивает повыщенную точность градуировке.

(

Формула изобретения

1. Устройство для градуировки акустического приемника, содержащее излучатель, выполненный в виде четырехполюсника с акустическим выходом, связанным с градуируемым приемнико.м, подключенным к регистрирующему прибору и электрическим

o входом, соединенным с генератором сигналов, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и производительности градуировки, излучатель выполнен в виде шестиполюсника, снабженного вторым электричесКИМ входом, подключенным к регистрирующему прибору и выполненным с возможностью исключения обмена энергией с первым электрическим входом при заторможенном акустическом выходе.

2. Способ для ее осуществления по п. 1, отличающийся тем, что измеряют ЭДС на втором электрическом входе и определяют чувствительность градуируемого приемника по формуле

(r),

где )М - чувствительность градуируемого

приемника; ЕГ.П.-ЭДС на выходе градуируемого при

емника; ES ЭДС на втором электрическом вхо

де излучателя; К - константа излучателя; -параметр взаимности, определенный для конкретного простраствен кого расположения излучателя и градуируемого приемника и граничных условий акустической среды;т частота градуировки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I.Каледин К. Градуировка и калибровка рофонов. «Техника и вооружение, 1972, 5.

2.Авторское свидетельство СССР

241804, кл. 42 S 1/00, 1967 (прототип).

3.Боббер Р. Гидроакустические измере, М., «Мир, 1974, с. 34 (прототип).