Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытк использовано при акустических измерениях.
Известен способ калибровки гидрофонов в столбе колеблющейся жидкости (инерционный способ), включаю1ций измерение ускорения, сообщаемого камере с жидкостью, расстояния до сечения камеры, где звуковое давление равно нулю, и электрического напряжения на выходе гидрофона (1.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . способ абсолютной калибровки гидрофона, включаюидай установку гидрофона в камере с жидкостью, создание звукового давления путем колебаний камеры, определение расстояния от верхней границы жидкости до поперечного сечения камеры, в котором амплитуда звукового Давления равна нулю, нахождения амплитуды колебаний камеры и давления в месте расположения гидрофона и измерение электрического напряжения с его выхода 2.
Однако этот способ недостаточно точен, так как ему присуще наличие градиента звукового давления вдоль .измерительной камеры, что приводит к.
необходимости измерять расстояние 71 до центра акустической симметрии гидрофона.
В этом случае влияние звукового давления на глубинах ниже Н и меньшего на глубинах выше Н усредняются, что дает среднее давление в точке на глубине Н. Совпадение центров акустической и геометрической симмет10рии (середины гидрофона) возможно только для маленьких сферических гидрофонов, когда ошибкой несовпадения можно пренебречь. В реальных инфразвуковых гидрофонах из-за технологи15ческих и конструктивных соображений совпадение центров акустической и геометрической симметрии возможно лишь как случайное событие.
Определение акустического центра
20 таких гидрофонов представляет сложную техническую задачу, а использование расстояния для геометрического центра вместо расстояния до акустического центра приводит к по25грешностям градуировки.
Цель изобретения - повышение точности абсолютной калибровки.
Поставленная цель достигается тем, что определяют расстояние до
30 сечения геометрической симметрии гидрофона, переворачивают его на 180 относительно сечения его геометриче кой симметрии с последующим жестким закреплением, вновь измеряют напряжение с вькода гидрофона, находя полусумму измеренных напряжений и определяют чувствительность в виде отношения найденной полусуммы напря жений к амплитуде давления в сечени геометрической симметрии гидрофона. Звуковое давление в камере созда путем ее аксиальных колебаний. На чертеже представлена схема сп соба градуировки при инерционном во буждении. Гидрофон 1 закреплен неподвижно в камере 2/ заполненной жидкостью с плотностью р .. Камера совершает колебания в вертикальной плоскости с ускорением а, в этом случае напря жение с выхода гидрофона записывает ся в виде и fP аН,(1) где f - чувствительность гидрофона; Н - расстояние от границы жидко ти до сечения акустической симметрии гидрофона, которо не поддается непосредственному измерению, произведение f аН есть давление. Переворачивают гидрофон на 180 относительно сечения геометрической симметрии гидрофона (середины) и вновь измеряют напряжение с выхода гидрофона. Допустим , следовательно, не совпадают центры геометрической и акустической симметрии гидрофона Запишем U в виде y ffaHfL.(2) Расстояние акустических центров Н и Н запишем в виде Н Н - ДН;(3) Hii Н + дН,(4) где Н - расстояние до геометрического центра гидрофона, которое легко измеряется; дП - разница расстояний между акустическим и геометрическим центрами при двух установках гидрофона. Совместно решая (1) и (2) при использовании выражений (3) и (4) для чувствительности получим выражение ..iV. 5J 5) аран Таким образом, согласно выражению (5) градуировку гидрофона можно производить без определения центра акустической симметрии гидрофона. Способ осуществляют следуки1ИМ11 Образом. Устанавливают гидрофон на рассто нии ,7 м от верхней границы жидкости, и качестве рабочей жидкости используют трансформаторное масло. Приводят камеру в маятниковое движение и измеряют напряжение U, равное 160 мВ. Частота сигнала f 1,4 Гц. Останавливают камеру, переворачивают гидрофон на 180, вновь закрепляют в держателе таким образом, чтобы расстояние Н оставалось без изменения. Вновь приводят камеру в движение и измеряют напряжение и, равное 0,170 мВ. Определяют чувствительность согласно выражения (5). Сравнение результатов градуировки предлагаемым способом с независимьр и методами показывает, что разброс результатов градуировки находится в пределах 0,6-1 дБ. Повышение точности калибровки обусловлено введением операции измерения расстояния от поверхности столба жидкости в камере до всегда известного геометрического центра гидрофона, что может быть сделано с любой точностью, и измерением достаточно больших значений напряжений с выхода Гидрофона. Формула изобретения 1.Способ абсолютной калибровки гидрофонов, включающий установку гид рофона в камере с жидкостью, создание звукового давления путем колебаний камеры, нахождение амплитуды колебаний камеры и давления в месте расположения гидрофона и измерение электрического напряжения с его выхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, определяют расстояние до сечения геометрической симметрии гидрофона, переворачивают его на 180- относительно сечения его геометрической симметрии с последующим жестким закреплением, вновь измеряют напряжение с выхода гидрофона, находят полусумму измеренных напряжений и определяют чувствительность в виде отношения найденной полусуммы напряжений к амплитуде давления в сечении геометрической сикметрии гидрофона, 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что звуковое давление в камере создают путем ее аксиальных колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3224246, кл. 73-1, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР 664046, кл. Н 04 R 29/00, 1974.
