1kHz～1MHz標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器規(guī)范

11kHz～1MHz標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器檢定規(guī)程本規(guī)程參考采用國(guó)際電工委員會(huì)IEC60565Ed.2:2006《水聲水聽(tīng)器0.01Hz~1MHz頻率范圍的校準(zhǔn)》中的自由場(chǎng)互易法校準(zhǔn)。本規(guī)程適用于頻率在1kHz～1MHz范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。該頻率范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器發(fā)送電流響應(yīng)級(jí)的校準(zhǔn)也可參照熱行。本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)：使用本規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。在本規(guī)程中，若不加以說(shuō)明，則所有的電壓、電流、聲壓均指有效值。3.1互易換能器的電端(electricalterminalsofareciprocaltransducer)用作水聽(tīng)器時(shí)測(cè)量其開(kāi)路電壓的電端和用作發(fā)射器時(shí)測(cè)量其發(fā)射電流的電端。當(dāng)發(fā)射器和水聽(tīng)器置于自由聲場(chǎng)中，其主軸成一直線并互相對(duì)準(zhǔn)時(shí)，水聽(tīng)器兩端的開(kāi)路瞬時(shí)電壓與通過(guò)發(fā)射器的瞬時(shí)電流的復(fù)數(shù)比。2單位：伏[特],V。5.1自由場(chǎng)[電壓]靈敏度[級(jí)]在100kHz以下頻率使用的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，自由場(chǎng)靈敏度級(jí)應(yīng)不低于一215dB(基準(zhǔn)值：1V/μPa);在100kHz~1MHz頻率范圍內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，自由場(chǎng)靈敏度級(jí)應(yīng)不低于-250dB。在100kHz以下頻率使用的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，自由場(chǎng)靈敏度級(jí)的起伏應(yīng)不超過(guò)±3.0dB;在100kHz～1MHz頻率范圍內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，自由場(chǎng)靈敏度級(jí)的起伏6.2.1標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的特性和構(gòu)造應(yīng)適合于在水溫(5～30)℃、水深(0～10)m的環(huán)境6.2.2標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器使用的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，水聽(tīng)器暴露于水中的所有部6.2.3高阻抗的敏感元件應(yīng)進(jìn)行靜電屏蔽，靜電屏蔽和標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器暴露于水中的金屬36.3.1對(duì)不帶前置放大器的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，頻率低于100kHz時(shí)，在電端測(cè)得的絕緣電阻應(yīng)大于100MQ(測(cè)試電壓100V);頻率高于100kHz時(shí)，絕緣電阻應(yīng)大于100kΩ(測(cè)試電壓100V)。在電端測(cè)得的電容值與使用說(shuō)明書(shū)中提供的數(shù)值相差應(yīng)不超過(guò)6.3.2對(duì)帶前置放大器的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，當(dāng)有振動(dòng)信號(hào)作用到水聽(tīng)器敏感元件時(shí)，電端6.3.3測(cè)量時(shí)所用夾具對(duì)標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的靈敏度有影響，則標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器檢定用夾具應(yīng)與(1)制造商的名稱：(2)產(chǎn)品的型號(hào)；(3)產(chǎn)品的序列號(hào)。6.4.2每只標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器應(yīng)附有相應(yīng)的出廠校準(zhǔn)資料。出廠校準(zhǔn)資料應(yīng)包括標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器6.4.3不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的部件，應(yīng)采用密封或標(biāo)記的方法加以保護(hù)，以免影響標(biāo)準(zhǔn)水室溫：10℃~30℃;濕度：30%～90%;水溫：5℃~30℃。于±1%。(2)波形采集儀：A/D變換位數(shù)不低于8bit,采樣頻率至少比信號(hào)頻率高4倍。(1)檢定水域和信號(hào)41)發(fā)射換能器和水聽(tīng)器之間的距離場(chǎng)中，兩者之間的距離應(yīng)滿足公式(1)的要求。2)檢定用信號(hào)可以是連續(xù)正弦信號(hào)，也可以是脈沖調(diào)制正弦信號(hào)。3)當(dāng)用連續(xù)正弦信號(hào)時(shí)，為了得到自由場(chǎng)，檢定應(yīng)在消聲水池或開(kāi)闊水域中進(jìn)行，4)當(dāng)用脈沖調(diào)制正弦信號(hào)檢定時(shí)，可在消聲水池、非消聲水池或其他有限空間的5)當(dāng)用脈沖調(diào)制正弦信號(hào)檢定時(shí)，為了減小混響聲對(duì)直達(dá)聲的影響，脈沖的重復(fù)(2)輔助換能器對(duì)發(fā)射換能器和互易換能器應(yīng)作非線性檢查。當(dāng)頻率小于100kHz時(shí)，非線性應(yīng)不對(duì)互易換能器應(yīng)作互易性檢查。當(dāng)頻率小于100kHz時(shí)，非互易性應(yīng)不超過(guò)(3)電子儀器1)信號(hào)源：頻率穩(wěn)定度應(yīng)優(yōu)于±0.02%/h,頻率示值誤差不超過(guò)±0.02%;最大輸出電壓不低于1V峰值，電壓示值誤差不超過(guò)±1%。2)測(cè)量放大器：輸人阻抗應(yīng)比水聽(tīng)器阻抗至少高100倍，增益誤差不超過(guò)3)電子開(kāi)關(guān)：兩通道間的串?dāng)_應(yīng)小于-80dB。4)功率放大器：輸出阻抗與發(fā)射換能器阻抗相匹配，輸出波形失真(THD+N)不大于2%。5)濾波器：1/3或1/1倍頻程濾波器，或者頻帶寬度任意可調(diào)的帶通濾波器，衰減6)兆歐表：測(cè)試電壓100V,絕緣電阻測(cè)量最大允許誤差±10%。7)電容表：電容值測(cè)量范圍不小于100μF,電容測(cè)量最大允許誤差±5%。8)計(jì)算機(jī)：帶儀器控制接口。標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表1。5首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗(yàn)外觀檢查+十+絕緣電阻+++十++自由場(chǎng)靈敏度[級(jí)]+++自由場(chǎng)靈敏度級(jí)頻率響應(yīng)十+ 標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器應(yīng)具有清晰的標(biāo)志，包括制造商的名稱、產(chǎn)品的型號(hào)、產(chǎn)品的序列號(hào)出廠校準(zhǔn)資料應(yīng)符合6.4.2的要求。器的電纜末端接到兆歐表兩端，測(cè)得的絕緣電阻值應(yīng)容值應(yīng)符合6.3.1的要求。7.3.4自由場(chǎng)靈敏度[級(jí)]使用中檢驗(yàn)：按7.3.4.3的(4)中的4)實(shí)施?？贾行南嗑郿p,測(cè)量H按公式(2)計(jì)算。與H的電轉(zhuǎn)移阻抗模Um——F發(fā)射時(shí)H的開(kāi)路電壓值，V;中心相距dg,測(cè)量J的開(kāi)路電壓Um與F的發(fā)射電流Ir,F與J的電轉(zhuǎn)移阻抗模按公6式(3)計(jì)算。式(4)計(jì)算。7打印機(jī)打印機(jī)測(cè)量放大器接收器發(fā)射器信號(hào)源計(jì)算機(jī)測(cè)量水池899)按圖1所示進(jìn)行三只換能器的組合，每次組合重復(fù)執(zhí)行步驟3)到8),測(cè)得選電子開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到開(kāi)路電子開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到開(kāi)路電壓取樣信號(hào)開(kāi)路電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)路電壓信號(hào)A/D采樣并進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行DFT運(yùn)算電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和濾波器計(jì)算電轉(zhuǎn)移阻抗模否測(cè)量是否完成?進(jìn)行DFT運(yùn)算是輸出和存儲(chǔ)程控信號(hào)源輸出電子開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到電流取樣信號(hào)電流信號(hào)A/D采樣并進(jìn)入計(jì)算機(jī)設(shè)定工作頻率f(n)和各種工作參數(shù)10)將測(cè)得的三組電轉(zhuǎn)移阻抗模取以10為底的對(duì)數(shù)值，分別代入公式(10)、自由場(chǎng)靈敏度級(jí)頻率響應(yīng)由各檢定頻率點(diǎn)上的自由場(chǎng)靈敏度級(jí)構(gòu)成，結(jié)果應(yīng)符合5.2的要求。7.4檢定結(jié)果的處理經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器發(fā)給檢定證書(shū)；不符合要求的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器發(fā)給檢定結(jié)果通知書(shū)，并注明不合格的項(xiàng)目，檢定證書(shū)和檢定結(jié)果通知書(shū)的內(nèi)頁(yè)格式見(jiàn)附錄標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的檢定周期為不超過(guò)附錄A附錄B互易法檢定條件的驗(yàn)證和幅角不隨輸入電流I變化的范圍。當(dāng)頻率小于100kHz時(shí)，要求電轉(zhuǎn)移阻抗模|Zg|的變化應(yīng)不超過(guò)±0.2dB;頻率大于等于100kHz時(shí)|Zg|的變化應(yīng)不超過(guò)±0.5dB?若滿足此條件，則認(rèn)為兩換能器下，在此范圍內(nèi)都是線性的，其非線性誤差I(lǐng)若電轉(zhuǎn)移阻執(zhí)模|Zm|隨輸人電流】發(fā)生變化，則需改變距離a或更換一換能器以Z的模值之差應(yīng)不超過(guò)±0.5dB;當(dāng)頻率大于等于100kHz時(shí)應(yīng)不超±1.0dB。若d 附錄C二、絕緣電阻(100V):MΩ四、自由場(chǎng)靈敏度級(jí)(基準(zhǔn)值：1V/μPa):頻率f/kHz自由場(chǎng)靈敏度M/dB入水深度：m檢定依據(jù)：JJG1017—20071kHz～1MHz標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器檢定規(guī)程 V一、外觀檢查，二、絕緣電阻(100V):MΩ四、自由場(chǎng)靈敏度級(jí)(基準(zhǔn)值：1V/μPa):頻率f/kHz自出場(chǎng)靈敏度M/dE℃檢定依據(jù)：JJG1017—20071kHz～1MHz標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器檢定規(guī)程使用標(biāo)準(zhǔn)裝置名稱：檢定結(jié)果通知書(shū)中應(yīng)標(biāo)明不合格的項(xiàng)目，對(duì)不能繼續(xù)進(jìn)行檢定的項(xiàng)目加以說(shuō)測(cè)量不確定度評(píng)定實(shí)例Js=6-201gp-20lgf由場(chǎng)靈敏度重復(fù)測(cè)量6次，得到的結(jié)果如表E.1所示。12458一209.4E.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定(1)前置放大器輸入阻抗不足引入的不確定度分量前置放大器輸入阻抗不足的誤差不超過(guò)±0.10dB,以均勻分布考慮，取k=√3,uai=0.10/√3dB=0.06dBugg=0.40/√3dB=0.23dBugo=0.10/√3dB數(shù)值/dB1平均值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差2前置放大器輸入阻抗3電流變換器靈敏度4數(shù)據(jù)采集器量化5互易換能器互易性偏差6換能器的非線性7方向?qū)?zhǔn)偏差8距離測(cè)量9水密度引用值脈沖穩(wěn)態(tài)不充分無(wú)規(guī)噪聲干擾電磁干擾ug(a)=[uii+uis+us+uí+uio+u