Устройство для градуировки электроакустических преобразователей

769767

М == К вЂ” С (дБ), 50 !э

3 капаля установлспа мемб1)Я 1!а из элястичНОГО МЯТСР!1ЯЛЯ.

I Ia фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — развертка свободной поверхности пьезокерамического кольца с электродами.

Устройство состоит из изготовленного из активного материала (пьезокерамики) кольца 1, жестко закрепленного на наружной поверхности металлического цилиндра 2. Цилиндр 2 опирается через резиновые уплотняющие прокладки 3 на верхнюю и нижнюю крышки 4 и 5, закреплен;ные !на корпусе 6. Между жрыщками 4 и 5 и корпусом 6 установлены резиновые уплогняющие прокладки 7. Полость с между корпусом 6 и цилиндром 2 заполнена д11электрической жидкостью, обладающей коэффициентом объемной упругости, близким к воде, например касторовым маслом, В полости 8 устапо влена кольцеобразная мембрана 9, выполненная из эластичного материала (резина), которая при помощи герметичного соединения (не показано IIa чертеже) соединена с каналом 10 в крышке 5. Канал 10, сообщающийся с внутренней полостью 11, соединен при помощи трубки 12 с гидронасосом. I-Ia наружной поверхности кольца 1, изготовленного из пьезокерямики, нанесены электроды 13 н

14, электростатически изолировапныс друг от друга с помощью расположенных между ними электродов 15, соединенных с электродом, нанесенным на в нутреннсй поверхности кольца 1 (не показан на чертеже).

К электроду 13 подведено переменное электрическое,напряжение, а электрод

14, используемый для фиксации величины колебательных смещений, соединен с входом усилительного устройства (не показан на чертеже), Электроакустический преобразователь 16, используемый для возбуждения звукового давления во внутрен ней полости камеры, установлен (запрессован) в крышке 5, а градуируемый приемник 17 — в крышке 4 при помощи герметичного сальника 18.

Для заполнения внутренней полости 8 жидкостью (касторовое масло) в крышке 5 имеется отверстие 19 с герметичной пробкой.

Перед проведением измерений при сборке камеры при помощи вакуумной установки удаляются пузырьки воздуха из внутренней полости 8, заполненной касторовым маслом, и из внутренней полости эластичной мембраны 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед проведением измерений во внутреннюю полость эластичной мембраны 9 и внутреннюю полость камеры 11 и по каналу 10 и трубке 12 нагнетается гидростатическое давление. Внутренние напряжения, 5 !

115 !

l30

4О

4 возникающие в керамике (кольце 1), обусловленные действием высокого п1дростатического давления во внутренней полости камеры 11, компенсируются внешним давлением, действующим на керамику (коль1Iо 1) в полости 8, заполненной жидкостью (касторовым маслом), а изменение обьема этой полости компенсируется изменением объема внутренней полости мембраны 9, выполненной из эластичного материала (резины). Благодаря наличию всестороннего сжатия пьезокерамики, чувствительность ее под действием гидростатического давления остается практически постоянной и не влияет на результаты градуировки преобразователей.

При проведении измерений чувствительности преобразователей методом пьезоэлектрической компенсации на излучатель 16 подается переменное напряжение. 13 заполняющей внутреннюю полость среде создается звуковое давление, что вызывает колебания боковой стенки 2 и жестко связанного с ней цилиндра из пьезокерамики.

Это же напряжение подается на электрод 13, нанесенный на внешней поверхности цилиндра 1, и возбуждает колебательные смещения стенок 2 в противоположном направлении. Величину этого напряжения регулируют так, чтобы получить полную компенсацию колебательных смещений кольца из пьезокерамики 1.

Момент полной компенсации определяется по исчезновению напряжения на нанесенном на внешней поверхности пьезокерамики электроде 14.

Процесс определения чувствительности градуируемого преобразователя сводится при этом к определению отношения напряжения, возникающего на выходе преобразователя 17, к напряжению, приложенному электроду 13 в момент полной компенсации колебаний. Уровень чувствительности градуируемого преобразователя, выраженный в децибеллах огносительно

1 В/Па, определяют, пользуясь соотношением где К вЂ” измеренное с помощью магазина затуханий отношение напряжений на выходе градуируемого преобразователя к на пряжению, приложенному к электроду 13 пьезокерамического кольца;

С вЂ” постоянная камеры, выраженная в децибеллах относительно 1 В/Па и изме. ренная в квазистатическом режиме.

При проведении измерений чувствительности преобразователей методом сличения в качестве образцового используется преобразователь (электрод 14 на пьезокерамическом кольце), предварительно отградуированный абсолютным методом. Процесс определения чувствительности градуируемого преобразователя методом сличе769767 ния с образцовым сводится к определению с помощью магазина затухания отношения напряжений, .возникающих на выходе градуируемого преобразователя 17 и образцового преобразователя 14

М=М,„+К (дБ), где М,„— уровень чувствительности образцового преобразователя 14, выраженный в децибеллах относительно 1 В/Па;

К вЂ” выраженное в децибеллах относительно 1 В/Па от ношение напряжений на выходе образцового 14 и градуируемого 17 преобразователей.

Устройство пред назначено для градуировки измерительных преобразователей при высоких гидростатических давлениях в диапазоне частот 1 — 5000 Гц с ошибками, не превышающими 05 дБ.

Формула изобретения

Устройство для градуировки электроакустических преобразователей по авт. св.

М 606234, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при высоких гидростатических давлениях, между корпусом и крышками камеры связи введены герметизирующие элементы, полость п0 между корпусом н металлическим цилиндром заполнена диэлектрической жидкостью, одна из крышек выполнена с каналом, соединяющим внутреннюю полость металлического цилиндра и полость межiM ду корпусом и металлическим цилиндром, причем в последней на входе канала установлена мембрана из эластичного материала.

Источни ки информации, ао принятые во ннимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССГ

М 606234, кл, Н 04R 29/00, 1978.

769767

Составитель Н. Бурбело

Техред О. Павлова

Корректор О. Тюрина

Редактор О. Филиппова

Подписное

Заказ 6732

Изд. № 478 Тираж 729

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьп1ий

il13035, Москва, Ж-35, Раугнская наб., д 4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома