實(shí)驗(yàn)名稱:換能器基陣的聲學(xué)性能測(cè)試
研究方向:水聲測(cè)量
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>基于水聲換能器的電學(xué)以及聲學(xué)特性參數(shù)的測(cè)試,利用互易法進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)重點(diǎn)研究了并且通過(guò)利用單頻點(diǎn)檢測(cè)指向性的基礎(chǔ)理論,來(lái)研究利用多頻點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)指向性的自動(dòng)測(cè)試方式。
測(cè)試設(shè)備:ATA-4012B高壓功率放大器,信號(hào)發(fā)生器,試件,示波器。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:計(jì)算機(jī)和信號(hào)源、陰極射線示波器以及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)之間建立連接,通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)完成控制。信號(hào)源為整個(gè)系統(tǒng)提供輸入,即提供驅(qū)動(dòng)信號(hào),但是因?yàn)槠漭敵龅男盘?hào)通常都比較小,達(dá)不到直接驅(qū)動(dòng)換能器工作的條件,因此要先利用功率放大器將其所產(chǎn)生的信號(hào)放大至足以驅(qū)動(dòng)換能器的程度;水聽(tīng)器是在水下接收由發(fā)射換能器發(fā)出的,并且在水中進(jìn)行傳播后的信號(hào)以及可能由于反射在水中與其他物體碰撞所產(chǎn)生反射噪聲信號(hào),通常需要對(duì)這一部分信號(hào)進(jìn)行處理,去除影響測(cè)量結(jié)果的噪聲,而且一般來(lái)說(shuō)這種信號(hào)都比較小,不便于后期進(jìn)行測(cè)量處理,因此還需要對(duì)其進(jìn)行放大信號(hào),綜合考慮采用濾波放大器即可完成。在進(jìn)行測(cè)量指向性時(shí),為了使得發(fā)射換能器進(jìn)行角度的掃面,因此使用回轉(zhuǎn)系統(tǒng)帶動(dòng)換能器轉(zhuǎn)動(dòng),以利于達(dá)到測(cè)量不同方向的目的。在進(jìn)行互易法自動(dòng)測(cè)量時(shí)為了保證互易性,進(jìn)行兩兩之間的測(cè)試,使用開(kāi)關(guān)模塊用于自動(dòng)切換換能器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
圖:實(shí)驗(yàn)原理圖
本測(cè)試系統(tǒng)中所用到的儀器主要包含信號(hào)器、陰極射線示波器、功率放大器、濾波放大器和控制轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)系統(tǒng),該回轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要測(cè)量換能器的指向性,用于改變水聲換能器在水下的發(fā)射角度,該回轉(zhuǎn)系統(tǒng)常被用于在水聲測(cè)量中使用。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
第一步的過(guò)程如下:接通RO和L1,驅(qū)動(dòng)發(fā)射換能器發(fā)射聲信號(hào),接通R1和L5,在示波器通道一上顯示出水聽(tīng)器接收信號(hào),這樣就可以在示波器通道一和通道三上得到FJ換能器對(duì)之間的電(U)和由電壓轉(zhuǎn)換而來(lái)的電流(I)數(shù)值。
圖:第一步FJ換能器對(duì)
第二步的過(guò)程如下:斷開(kāi)R1和L5,連通R2和L3,在示波器通道二上顯示互易換能器接收信號(hào),這樣就可以在示波器通道二和通道三上得到FH換能器對(duì)之間的電壓(U)和由電壓轉(zhuǎn)換而來(lái)的電流(I)數(shù)值。
圖:第二步FH換能器對(duì)
第三步的過(guò)程如下:斷開(kāi)R2和L3,斷開(kāi)RO和L1,連通RO和L3連通R1和L5,驅(qū)動(dòng)互易換能器發(fā)射聲信號(hào),這樣就可以在示波器通道一和通道三上得到HJ換能器對(duì)之間的電壓(U)和由電壓轉(zhuǎn)換而來(lái)的電流()。然后利用公式(2-18)得出水聽(tīng)器靈敏度級(jí)。
圖:第三步HJ換能器對(duì)
互易法自動(dòng)測(cè)量靈敏度的軟件檢測(cè)流程,與其他參數(shù)測(cè)量過(guò)程基本相同。先設(shè)定好相應(yīng)的所需參數(shù),手動(dòng)選擇測(cè)量區(qū)域,由起始頻率開(kāi)始進(jìn)行循環(huán)測(cè)量,每次的測(cè)量過(guò)程都按照發(fā)送信號(hào)、設(shè)置范圍、讀取電壓/電流、計(jì)算靈敏度、繪圖、改變頻率這一流程重復(fù)執(zhí)行,直到達(dá)到終止頻率,完成所有測(cè)量。
圖:最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果
選擇該功率放大器的原因:電壓精準(zhǔn)度高、帶寬高、輸出波形好、操作簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便。
圖:ATA-4012B高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)
西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè),為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線,且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商,樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。
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