Устройство для абсолютной градуировки гидрофонов Советский патент 1981 года по МПК H04R29/00 

1

Изобретение относится к гидроаку стическим измерителям и может быть использовано для автоматической граду ировки гидрофона на низких звуковых частотах при избыточных статических давлениях.

Известно автоматическое устройство для градуировки гидрофонов, содержа-, щее образцовый преобразователь, включающий нуль-орган и чувствительный элемент, генератор, излучатель и ре-, гистратор fl.

Недостаток этого устройства заключается в сравнительно невысокой временной стабильности результатов из-г мерений, возможности обеспечения заданной точности измерений в узком диапазоне статистических давлений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для абсолютной градуировки гидрофонов, содержащее генератор, первый переключатель, электрически соединенный с излучателем, второй переключатель, образцовый электроакустический преобразователь с узлом измерения колебательной скорости его рабочей поверхности, токоизмерительный элемент, вклкясенный в цепь возбуждения образцрвого электроакусти,ческого преобразователя, и вольтметр 112 J.

Недостатком известногЬ устройства является его низкая производитель ; ность измерений, вследствие необходимости проведения четырех измерений, запоминания измеренных величин и последующего расчета по сложной формуле.

10

Цель изобретения - повышение производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор, первый переключательf электриtsчески соединенный с излучателем, второй переключатель, образцовый электротехнический преобразователь с узлом измерения колебательной скорости его рабочей поверхности, токо20измерительный элемент, включенный в цепь возбуждения образцового электроакустического преобразователя, и вольтмер, введены управляемый аттеHtoaTop, блок управления, источники управляемого стабильного напряже25ний, первый и второй блоки запоминания и первый и второй компараторы, причем выход источника управля- емого напряжения соединен со, входом .первого блока запоминания, выход ка

30

торого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, вход аттенюатора соединен с выходом генератора, а выход аттенюатора соединен со входом первого переключателя, второй выход которого соединен с электродами образцового пре-; обраэователя, которые также соединены с первым входом первого компаратора, а обмотка узла измерения колебательной скорости образцового преобразователя соединена через второй блок запоминания со вторым входом первого компаратора, токоизмерительный элемент соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника стабильного напряжения, выходы первого и второго ког/гпараторов соединены соответственно с первым и вторым входом второго переключателя, выход которого соединен со входом управления первого блока запоминания, выход градуируемого гидрофона соединен со входом вольтмера, а выходы блока управления соединены со входами управления первого и второго переключателей, второго блока запоминания и вольтметром „

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый переключатель 1, блок управления 2, управляемый аттенюатор 3, образцовый электроакустический преобразователь 4 с узлом измерения колебательной скорости, генератор 5/ источник управляемогонапряжения 6, первый блок запоминания 7, токоизмерительный элемент 8, второй компаратор 9, второй переключатель 10, источник стабильного напряжения 11, второй блок запоминания 12, излучатель 13, первый компаратор 14, вольтмер 15, градуируемый гидрофон 16.

Устройство работает следующим образом.

Первый переключатель 1 по сигналу блока управления 2 соединяет выход управляемого аттенюатора 3 электродами образцового преобразователя 4 и последний электрически возбуждается генератором 5. По тому же сигналу блока управления 2 источник управляемого напряжения 6 выдает через первый узел запоминания 7 на вход управления аттенюатора 3 монотонно изменяющееся напряжение.Вследс-виё этого электрическое возбуждение преобразователя 4 монотонно растет и выходное напряжение, снимаемое с токоизмерительного элемента 8, подается на первый вход второго компаратора 9. По тому, же сигналу блока управления 2 второй переключатель 10 соединяет выход .второго компаратора 9 со входом управления первого блока запоминания 7. Когда монотонно растущее напряжение, снимаемое

с токоизмерительного элемента, сравняется с выходным напряжение источника стабильного напряжения 11, подаваемого на второй вход второго компаратора, последний выдает сигнал о достижении значения тока заданного -значения. По этому сигналу блок запоминания 7 запоминает текущее значение напряжения, выдаваемого источником 6, и аттенюатор 3 сохраняет далее на первом этапе измерений стабильное -значение затухания и, следовательно, остается стабильным возбуждение преобразователя По сигналу блока управления 2 второй блок запоминания 12 запоминает значение ЭДС, развиваемой обмоткой , узла измерения колебательной ci opoсти рабочей поверхности преобразователя 4. На этом первый этап измерения заканчивается. Далее по сигналу блока, управления 2 переключатель 1 соединяет выход генератора 5 через аттенюатор 3 с излучателем 13, а источник 6 снова начинает вырабатывать монотонно изменяющееся напряжение. Далее процесс электрического возбуждения излучателя 13 аналогичен описаиноЛГу процессу возбуждения преобразователя на первом этапе измерений. По тому лее сигналу блока управления переключатель 10 соединяет выход первого компаратора 14° с входом управления блока 7. Когда ЭДС, возникшая на выходах электродов преобразователя 4 за счет акустического облучения последнего полем, созданным излучателем 13, станет равна запомненному узлом 12 значению ЭДС, компаратор 14 выдает сигнал. По этому сигналу блок 7 запоминает текущее значение напряженная, выдаваемого источником 6, и электрическое возбуждение излучателя 13 остается стабильным в течение последующей части второго -этапа измерений. По сигналу блока управления 2 вольметр 15 регистрирует ЭДС, возникшую на выходе градуируемого гидрофона 16 за счет акустического облучения последнего полем излучателя 13. На этом измерение заканчивается.

Предложенное устройство отличается от известных высокой производительностью работы и повышенной точностью. Время измерения чувствительности одного гидрофона без учета подготовительно-з аключительного времени загрузки и изъятия из измерительной- камеры на одной частоте не превышает 4, а снятие амплитудночастотной характеристики в частотном диапазоне (20-500 Гц) занимает не более 30 с. При этом погрешность результатов составляет 5% по случгйной составляющей и не более 7% по систематической состйвлякяцей (доверительная вероятность 0,95).

Формула изобретения .

Устройство для абсолютной градуировки гидрофонов, содержащее генератор, первый лереключатель, электрически соединенный с излучателем, второй переключатель, образцовый электроакустический преобразователь с узлом измерения колебательной скорости его рабочей поверхности, тонкоизмерительный элемент, включенный в цепь возбуждения образцового электроакустического преобразователя, и вольтмётр,о тличающееся. тем, что, с целью повышения производительности измерений, в него введены управляемый аттенюатор, блок управления, источники управляемого и стабильного напряжений, первый и второй блоки запоминания и первый и второй компараторы, причем выход источ;Ника управляемого напряжени т соединен со входом первого блока запоминания, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, вход, аттенюатора соединен с выходом генератора, а выход аттенюатора соединен со входом первого переключателя, второй выход которого соединен с электродами образцовог прербразобателя, которые также соединены с первым входом первого компаратора, а обмотка узла измерения колебательной скорости образцового преобразователя соединена через второй блок запоминания со вторым входом первого компаратора, токоизмерительный элемент соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника стабильного напряжения, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с пер0вым и вторым входом второго переключателя, -выход которого соединён со входом управления первого блока за поминания, выход градуируемого гидрофона соединен со.входом вольтмера,

5 а выходы блока управления соединены со входами управления первого и второго переключателей, второго блока запоминания и вольтметром.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР. № 566144, кл. Н 04 R 29/00, 1974.

2.Доля В.К. . Установка для абсолютной градуировки гидрофонов

5 на низких звуковых частотах при избыточных статических давлениях. IX Всесоюзной кустической конференции. М., 1977, с. 77-80 Гпрототип).