Способ градуировки электроакустического тракта Советский патент 1981 года по МПК H04R29/00 

(54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО

ТРАКТА

1

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и может быть использовано при градуировке электроакустических трактов -с пьезопреобразователем на входе в широком диапазоне частот в натурных условиях.

Известен способ градуировки электроакустического тракта, заключающийся в измерении принятого сигнала калиброванным и градуируемым трактами.

Однако этот способ недостаточно точен 1.

Наиболее близким по технической сущности ,к изобретению является способ градуировки электроакустического тракта, включающий воздействие на электроакустический пьезопреобразователь акустического поля с заданной величиной акустического давления и регистрацию выходного электрического сигнала 2.

Однако и этот способ не позволяет достичь высокой точности в области низких частот из-за трудностей создания акустического поля высокой интенсивности.

Целью изобретения является расщирение частотного диапазона градуировки и повышение ее точности в области низких частот.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что через электроакустический пьезопреобразователь пропускают электрический ток, равный на частоте 0,1 частоты первого резонанса электроакустического йьезопреобразователя электрическому току, протекающему через него при акустическом воздействии на этой же частоте, причем амплитуду аропускаемого тока с понижением частощ уменьшают пропорционально ей.

На чертеже изображена функциональная 10 схема устройства, осуществляющего способ.

Устройство содержит пьезопреобразователь 1, генератор тока 2(1 af), электрический измерительный тракт 3 и регистрирующий прибор 4. Для создания давления Р, воздействующего на пьезопреобразователь, 15 используется излучатель 5 с задающим генератором 6.

Способ градуировки электроакустического тракта состоит в следующем. В диапазоне высоких частот, выше fi (частота i равна 0,1 частоты первого резонанса пьезопре20образователя), градуировка электроакустического тракта проводится известным способом. На пьезопреобразователь 1 воздействуют известным акустическим давлением Р,

создаваемым с помощью излучателя 5 и задающего генератора 6. Затем считывают зна чение выходного параметра со шкалы регистрирующего прибора 4 и вычисляют чувствительность. В диапазоне ниже частоты fi на пьезопреобразователь, подключенный к входу электрического измерительного тракта, от генератора тока 2 подается-ток, амплитуда которого прямо пропорциональна частоте f(I af, а - некоторый постоянный коэффициент) , и чувствительность электроакустического тракта Е рассчитываемся по фор«У- Е

где N - показания регистрирующего прибора 4, Р i - давление на частоте f i. Напряжение на электрическом выходе пьезопреобразователя U связано с возбуждающим током I и чувствительностью преобразователя М соотношением / 3(2. +Z-a)/.fi

1- TJJ-/ В диапазоне ниже 0,1 частоты первого резонанса преобразователя можно считать, что сумма механического импеданса Z и импеданса излучения Ze.определяется гибкостью преобразователя С g (|Z + / (2jtf(,), коэффициент дифракции D 1, а произведение фактора силы А на площадь преобразователя S-константа. ТогУда соотношение (1) можно представить в

и /-/М

виде

i-JTA J i

Если I af, то величина / ляется постоянной и равна звуковому дав1вукслению в Па, при воздействии которого на механический вход пьезопреобразователя на его электрическом выходе появляется напряжение и. Так как показания регистрирующего прибора 4 связаны с напряжением на выходе преобразователя соотношением N иК, где К - коэффициент передачи электрического измерительного тракта, и если Р ™ чувствительность электроакустического тракта равна

,

Равенства Р i легко достичь выбором соответствующего коэффициента пропорциональности а. Для этого необходимо, чтобы показания регистрирующего прибора при воздействии тока и акустического давления Р на частоте fi были равными.

Таким образом, процесс градуировки сводится к следующему.

На частотах f на пьезопреобразователь воздействуют известным акустическим давлением Р. Чувствительность тракта определяют как отношение показаний регистрирующего прибора 4 к известному давлению Р. На частоте fi на пьезопреобразователь от генератора тока (I af) подают ток такой величины, чтобы показание регистрирующего прибора было такое же, как при

воздействии на пьезопреобразователь на час тоте ft давления Р i. В диапазоне частоте f fi на генераторе тока (I af) устанавливается необходимое значение частоты, считывается показание регистрирующего прибора N и чувствительность рассчитывается по формулеN

Е

Таким образом, предлагаемый способ поз воляет в диапазоне низких частот заменить известное акустическое воздействие на пьезо

преобразователь эквивалентным ему электри ческим воздействием, весьма просто реализуемым практически. За счет устранения необходимости создания, в диапазоие низких частот акустического поля известной величины с достаточной амплитудой и связанных с этим трудностей в изготовлении, установке, питании мощных излучателей упрощается конструкция и уменьшаются размеры дополнительного эталонного излучателя, расщиряется частотный диапазон и повышается точность измерений.

Формула изобретения

Способ градуировки электроакустического тракта, включающий воздействие на электроакустический пьезопреобразователь акустического поля с заданной величиной акустического давления и регистрацию выходного электрического сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона градуировки и повышения ее точности в области низких частот, через электроакустический пьезопреобразователь пропускают электрический ток, равный на частоте 0,1 частоты первого резонанса электроакустического пьезопреобразователя электрическому току, протекающему через него при акустическом воздействии на этой же частоте, причем амплитуду пропускаемого тока с понижением частоты уменьшают пропорционально ей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Блинова Л. П., Колесников А. Е. и др. Акустические измерения. М., 1971, с. 185- 188.

50 2. Клюкин И. И., Колесников А. Е. Акустические измерения в судостроении. Л., «Судостроение, 1966, с. 41.