在一個充滿液體的剛性水腔內,位于開口水腔底部的聲源F在電壓U的激勵下,在水腔中產生均勻的聲壓;同時位于水腔中適當位置的待測換能器X和標準水聽器P,在相同聲壓作用下各自產生開路電壓Ux和Uo。通過電壓測量裝置分別測量這兩個開路電壓Ux和Uo,則待測換能器的聲壓靈敏度級可以由下式求出:
Mx=20Lg(Ux/Uo)+Mo
式中:Mo——標準水聽器的靈敏度級,單位為dB(基準值1V/?Pa)。
密閉腔的工作頻率范圍是10 Hz~800 Hz,使用電動換能器來實現(xiàn)測量聲場的產生,測量使用單頻正弦波。
國產壓電水聽器低頻靈敏度測試系統(tǒng)構成:
由測試腔體、信號調理器、數(shù)字采集板、控制計算機和自動測試軟件組成,信號調理器通過USB接口與控制計算機相連。自動測量軟件是由計算機通過USB接口控制信號發(fā)射系統(tǒng)和信號接收測量系統(tǒng)進行操作,后由計算機打印輸出測量結果。程控測量軟件是采用通用的操作軟件平臺(Windows)和通用語言(Visual Basic)設計、編制的。為便于操作、選擇和管理,軟件采用主菜單和子菜單的方式。主菜單上有文件管理、參數(shù)設置、測量選擇、信號察看和幫助信息等子菜單項,多數(shù)功能具有快捷按鈕。
發(fā)射換能器
測量腔的工作頻率范圍是10Hz~800Hz,使用電動換能器來實現(xiàn)測量聲場的產生。電動換能器的結構示意圖如圖4所示,體積比較小,可以方便地安裝在校準腔底部。本裝置電動換能器的工作深度只有不到0.5m水深,靜水壓力不大,因此,我們將電動換能器內腔中適當?shù)丶右稽c正壓力來補償靜水壓。為減小振動耦合,電動換能器和底板、底板和管壁之間都需要進行隔振處理。
測試腔體
選用不銹鋼材料,外徑為440mm,壁厚20mm,高度400mm左右,由儲水腔、測量腔體、上蓋板和底座組成,測量腔體上端開口,用于標準水聽器和被測換能器的安裝,測量腔體用于盛放測量介質,可以是水,也可以是輕蠟油等其他液體,腔體內的環(huán)境與檢波器實際工作環(huán)境相類似。底座裝有發(fā)射換能器,用于產生校準所需的聲場,另外還有排水孔,可以排放腔體內的測量介質;上蓋板和測試腔體、測試腔體和底座用法蘭盤和端面密封圈連接密封,便于安裝和維護。
國產壓電水聽器低頻靈敏度測試系統(tǒng)技術指標
適用對象: 檢波器,水聽器
測量參數(shù): 接收靈敏度、相位
頻率范圍: 10Hz ~ 800Hz
可檢測靈敏度: -220 dB
測量不確定度: 1.5 dB(k=2)
國產壓電水聽器低頻靈敏度測試系統(tǒng)清單
序號 名稱
1 測試腔(含電動換能器、小車)
2 標準水聽器
3 信號調理器
4 數(shù)字采集板
5 計算機(含測試軟件)