應(yīng)用案例

　　實(shí)驗(yàn)名稱：換能器基陣的聲學(xué)性能測試

　　研究方向：水聲測量

　　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)的測試，利用互易法進(jìn)行自動(dòng)檢測重點(diǎn)研究了并且通過利用單頻點(diǎn)檢測指向性的基礎(chǔ)理論，來研究利用多頻點(diǎn)同時(shí)檢測指向性的自動(dòng)測試方式。

　　測試設(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，通過計(jì)算機(jī)來完成控制。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，去除影響測量結(jié)果的噪聲，而且一般來說這種信號(hào)都比較小，不便于后期進(jìn)行測量處理，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)到測量不同方向的目的。在進(jìn)行互易法自動(dòng)測量時(shí)為了保證互易性，進(jìn)行兩兩之間的測試，使用開關(guān)模塊用于自動(dòng)切換換能器的開關(guān)狀態(tài)。

　　圖：實(shí)驗(yàn)原理圖

　　本測試系統(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)常被用于在水聲測量中使用。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　第一步的過程如下：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)換而來的電流(I)數(shù)值。

　　圖：第一步FJ換能器對(duì)

　　第二步的過程如下：斷開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)換而來的電流(I)數(shù)值。

　　圖：第二步FH換能器對(duì)

　　第三步的過程如下：斷開R2和L3，斷開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)換而來的電流()。然后利用公式(2-18)得出水聽器靈敏度級(jí)。

　　圖：第三步HJ換能器對(duì)

　　互易法自動(dòng)測量靈敏度的軟件檢測流程，與其他參數(shù)測量過程基本相同。先設(shè)定好相應(yīng)的所需參數(shù)，手動(dòng)選擇測量區(qū)域，由起始頻率開始進(jìn)行循環(huán)測量，每次的測量過程都按照發(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、操作簡單、調(diào)節(jié)方便。

圖：ATA-4012B高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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