JJG 185-1997(代替JJG 185-1978) 500Hz ~1MHz测量水听器检定规程.pdf
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1、U V 场中华人民共和国国家计量检定规程J J G 1 8 5-1 9 9 75 0 0 H z-1 MH z 测量水听器Me a s u r i n g H y d r o p h o n e i n t h e F r e q u e n c y R a n g e500 Hz t o 1 M Hz1 9 9 7 一0 9 一0 1 发布1 9 9 8 一0 3 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局发布J J G 1 8 5-1 9 9 75 0 0 H z-1 MH z 测量 水听器检定规程尹 0.0.0.0.0.0.0.0.0.一 0.飞V e r i f i c a t i o
2、n R e g u l a t i o n o f J J G 1 8 5-1 9 9 7代替 J J G 1 8 5-1 9 7 8Me a s u r i n g H y d r o p h o n e i n t h e.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.o.aF r e q u e n c y R a n g e 5 0 0 H z t o 1 MH z 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 7 年 0 9 月 0 1日 批准,并自1 9 9 8年 0 3 月 0 1 日 起施行。归口单位:全国声学计量技术委员会起草单位:中国 科学院声学研究所 中国测试技术研究院本规
3、程技术条文由 起草单位负责解释J J G 1 8 5-1 9 9 7本规程主要起草人:朱厚卿 孙磊(中国科学院声学研究所)(中国测试技术研究院)J J G 1 8 5-1 9 9 7目录一 技术要求 .(1)二 检定条件 .(1)三 检定项目 和检定方法 .(3)四 检定结果的 处理和检定周期,.(7)附 录1 脉 冲 声 校准 技 术 。,。(8)附录2 灵敏度(响应)级与灵敏 度(响应)换算表 (1 0)附录3 检定证书格式(背面)(1 1)J J G 1 8 5-1 9 9 75 0 0 H z-1 M H z 测A水听器检定规程 本规程适用于新制造、使用中及修理后的频率范围 在 S o
4、 o H z 至1 M H z 的测量水听器的自 由场电压灵敏度级的 检定,也适用于在该频率范围内的测量用水声发射器的 发射电流或发射电压响应级的校准。一技术要求1 5 0 0 H z-1 0 0 k H z 测量水听器1.1 自 由 场灵 敏 度 级 应不 低 于一 2 1 0 d B(0 d B=1 V/pPa)注:自 由场灵敏度指自由 场灵敏度频响应曲 线平坦部分的 平均值。此处灵敏度均为电缆末端开路电压灵敏度。1.2 频率响应:在整个使用频率范围内,至少有 3 个十倍频程的范围,自由 场灵敏度级的不均匀性应不超过士 2 d B.1.3 水听器应有明显的校准方向标记,在该方向士 3。范围
5、内,灵敏度级或发送响应级的 变化应不超过土 0.5 d B.1.4 水听器不带前置放大器时,1 0 0 V试验电压下的绝缘电阻应不小于 1 0 0 MO.2 1 0 0 k H z 一1 MH z 测量水听器2.1 自 由 场 灵敏 度 级 应 不低 于一 2 7 0 d B(0 d B=1 V/挤 P a)注:见 1.1的注。2.2频 率“向 应:在 整 个 使 用 频 率 范 围.内,至 少 有 2 告 倍 频 程 的 范 围,自 由 场 灵 敏 度 级的不均匀性不超过士 4 d B,且频率每改变 1 0 0 k H z 时灵敏度级变化应不超过士 1 d B.2.3 水听器应有明显的校准方
6、向 标记,要求同1.3 的规定。2.4 水听器不带前置放大器时,1 0 0 V试验电压下的 绝缘电阻应不小于1 0 0 k n o3 当 检定带前置放大器的 水听器时,在它的电缆端处应有明显的关于信号线、地线和供电 线的标记,并应说明 供电电压值。当供电电 压波动不超过士 1 0%时,前置放大器增益变化应不超过1 0.1 d B.二检定条件4 测量水听器的检定采用自由场比较法。检定装置如图 1 所示:5 自由场可以采用消声水池,开阔水域(如海洋、水库等)或在有限水域(如非消声水池)中 采用正弦脉冲信号等方法获得。在消声水池或开阔水域中 采用正弦连续信号检定时,需事先检验检定区 域的自由 场特性
7、与其理想自由 场的偏差,其偏差应不超过1 0.5 d B。当 使用脉冲正弦信号时,应满足附录 1的要求。J J G 1 8 5-1 9 9 7 图1 注:当 使用正弦 脉冲信号时,只要 在图1 装置中于信号发生器与功率放大器之间插入脉冲调制器 即可。6 发射换能器和水听器声中 心之间的距离 d应足够大,使水听器处于发射换能器的远场中并等效接收平面声波,即 应满足公式(1)中的 要求。d)(a,+a z)/J,“a l,da 2 (1)式中:d 发射换能器与水听器声中 心之间距离,m;a l 发射换能器敏感元件的 最大尺寸,m;a 2 水听器敏感元件的最大尺寸,m;久 检定频率对应的水中 声波波
8、长,m o7 检定用仪器 对图1 检定装置中 各仪器的要求如下:7.1 信号发生器的频率稳定度应优于士0.2%/h;数字频率计的准确度应优于 士0.2%;7.2 标 准电阻R为 精密小电阻,也可以是电流变换器,其电阻 值要求小于发送换能器总阻 抗分量的1%,且不大于几个欧姆,其准确度应优于土 1%;7.3 标准衰减器的准确度应优于土0.2 d B;7.4 放大器的输人阻抗应比水听器阻抗至少高 1 0 0 倍;7.5 辅助声源应满足线性条件。非线性在检定所用电流范围内(或在与此电流相应的电 压范围内)1 0 0 k H z 频率以下应不超过 士 0.2 d B;1 0 0 k H z 频率以上应
9、不超过土0.5 d Ba7.6 标准水听器灵敏度级的不确定度:当频率低于 1 0 0 k H z 时优于 0.7 d B;当频率高于 1 0 0 k H z 时优于 1.5 d B o8 检定环境条件 温度:5 一3 5 气压:8 6.0-1 0 6.0 k P a 相对湿度:3 0%一9 0%zJ J G 1 8 5-1 9 9 7水温:5一35三检定项目和检定方法9 在本检定规程中,采用与标准水听器或标准水声发射器比 较的 方法来检定测量水听器和测量用水声发射器。1 0 检定应按下列程序进行:1 0.1 检定前应将换能器表面 擦洗干净,并在水中浸泡至少 1 h,使之表面湿润且不附有气泡。然
10、后将其安置于检定深度状态下至少3 0 m i n,使温度、压力呈平 衡状态。1 0.2 检定时所有换能器应以 适当方式悬挂于检定水域的同 一深度处。两 个换能器的 检定方向应相互对准,其角度偏差应不超过指向标记的 士 3 0,每对换能器声中心间的距离d应精确测量,测量误差应不超过2%。当换能器用坐 标支架固 定时,应避免支架引起的声反射和振动的干扰影响。1 0.3 检定时换能器间 距离d在所检频段内应满足第6 条和附录1 中的相应要求和下列要求:d2 L 2/A,d2 L (2)式中:L 换能器在垂直于声波振动传播方向 上的 最大尺寸,m;又 检定频率对应的水中声波波长,m o1 0.4 检定
11、装置应注意正确接地。不要多点接地,以免引人电干扰和 旁路电 阻,如发 现电干扰等问题应设法排除。1 0.5 检定前将整个装置所用的电子仪器预热 2 0 mi n o1 0.6 检定时信噪比应大于 2 0 d B.1 1 自由 场灵敏度的 检定 检定测量水听器的自由场灵敏度的方法有 2 种:一是与标准水听器比较;一是与标准水声发射器比较。1 1.1 与标准水听器比 较检定 用此方法检定时,将发射器(F)、标准水听器(P)和待检定的测量水听器(X)按图2 所示排列,分别测量换能器对(F-P),(F-X)的水听器开路电压(U)与输人发射器的电 流(I)的比值模(也称电转移阻抗)I Z F P 和 Z
12、 F X I,则待检定水听 器的自由 场灵敏度 MX 为:M X 二(MP I Z F X I/I Z F P I)(d F X/d F P)(3)式中:M P 标准 水听 器的自 由 场 灵 敏 度,V/P a;d F x,d F r 发射器(F)和标准水听器(P)或待检定的 测量水听器(X)的 声中 心 间的距离,m0 若检定时,使 d F X=d F P,I F=I P,则式(3)成为:3J J G 1 8 5-1 9 9 7 图2 Mx=MP (U F x/UF P)(4)式中:U F X 待检定测量水听器的开路电压,V;U F P 标准水听器的开路电压,V o1 1.2 与标准水声发
13、射器比较:按图3 所示排列,测量由标准水声发射器(F)和待检定水听器(X)组成的换能器对(F-X)的电转移阻抗模 Z F x I,则可得到待检定的测量水听器的自由场灵敏度Mx:Mx=U F X d/(I F S IF)=Z F x d/S IF (5)式中:I Z F x 二U F x/I P;U F x-待检定水听器(X)的开路电 压,V;S I F-标准水声发射器的 发送电流响应,P a m/A;d 标准水声发射器与待检定水听器的 声中心间的 距离,m;I P 输人标准水声发射器的电流,A;R一 一标准电阻,几。1 2 发送电流响应 的检定 发射器(X)的 发送电 流响应S,x 的检定,可
14、按图4 所示排列,测量发射器(X)和标准水听器(P)组成的换能器对(X-P)的电转移阻抗 Z X F I,则发射器(X)的发送电 流响应 S I X 为:S I X二 U X F d/(I x MP)=Z x p d/MP(6)J J G 1 8 5-1 9 9 7式 中:I Z P x 二 U P x/I x d 待检定发射器和标准水听器的声中心间的距离,m;M,水听 器的自由 场灵敏度,V/P a;U x p 标准水听器的开路电压,V;I x 输人待检定的发射器电流,A;R 标准电阻,几。图41 3 发送电 压响应的检定 检定发射器发送电 压响应S v x 时,将待检定发射器(X)和标准水
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