Градуировка проводить в бассейне размером не менее 4х3х3 м, с использованием радиоимпульсных сигналов.
1 – генератор Г3-118;
2 – модулятор;
3 – усилитель мощности;
4 – измерительный бассейн;
5 – излучатель;
6 – эталонный гидрофон;
7 – градуируемый гидрофон;
8 - усилитель напряжения;
9 - фильтр;
10 – самописец
11 - осциллограф С1-68;
Рисунок 3.1 Структурная схема установки для градуировки гидрофонов
Работа с измерительными приборами должна проводиться в соответствии с инструкциями и техническими описаниями к ним.
4. Порядок выполнения работы
4.1 Структурная схема для градуировки и подготовка к работе
Для проведения градуировки гидрофона методом сравнения с образцовым собрать схему согласно рис.3.1. Приборы должны быть заземлены, тумблеры «Сеть» установлены в положение «Выкл», а регуляторы уровня выхода на усилителе мощности установлены в минимальное положение. Соединение между измерительными приборами, излучателем и гидрофоном выполняется экранированным проводом, длина должна быть по возможности минимальной.
Установить на штангу подъемно-поворотного устройства излучатель, опустить его в воду на глубину, соответствующую половине глубины бассейна и выдержать в воде в течение часа. Рабочие поверхности испытуемого и эталонного (измерительного) гидрофонов протереть спиртом. Установить эталонный гидрофон на вспомогательную штангу и опустить его в воду на глубину на которой установлен излучатель. Испытуемый гидрофон поместить в воду у борта бассейна.
Подключить к выходу усилителя мощности выводы излучателя, а выход эталонного гидрофона на вход предварительного усилителя.
Установить измерительный гидрофон на расстоянии (1.5±0,05) м от излучателя на глубину соответствующую половине глубины бассейна.
Включить аппаратуру в соответствии с нормативными документами на нее и прогреть ее в течение 15 мин. Установить на генераторе 1 частоту fГ равную нижней частоте диапазона градуировки указанной преподавателем, а напряжение на выходе усилителя мощности равное 0 В.
4.2 Калибровка приемного тракта с подключенным измерительным гидрофоном 6 и измерение уровня помех.
Подать с выхода усилителя мощности на излучатель импульсный сигнал, длительностью не менее 6 периодов рабочей частоты и напряжением, превышающем уровень шумов на выходе гидрофона не менее чем на 10 дБ.
Плавно изменяя глубину погружения и угол поворота излучателя добиться максимальной амплитуды сигнала на выходе приемного тракта (UВЫХ). Изменяя уровень выходного напряжения на выходе излучающего тракта установить уровень сигнала на выходе усилителя UВЫХ такой амплитуды, чтобы напряжение на выходе приемного тракта UГ было на 20 дБ выше уровня помех. Проверить время прихода отраженных сигналов и при его сложении с основным импульсом, увеличить расстояние от излучателя или уменьшить длительность импульса излучения.
Измерить напряжение на выходе усилителя UВЫХ и поддерживать его постоянным в течение всего времени измерений.
4.3. Градуировка испытуемого гидрофона
Измерить осциллографом 6 амплитуду сигнала на эталонном гидрофоне UГ. Измерить расстояние от излучателя и глубину погружения гидрофона.
Заменить испытуемый эталонный гидрофон испытуемым, установив его на дополнительной штанге на том же отмеченном расстоянии от излучателя. Подключить его к приемному тракту и опустить в воду на глубину, на которую был установлен эталонный гидрофон (1.2-1.5 м).
Измерить прибором 6 амплитуду сигнала на гидрофоне Uисп .
Определить чувствительности испытуемого гидрофона Еисп (мкВ/Па) по формуле
где UГ – напряжение на выходе эталонного гидрофона, мВ;
Uисп – напряжение на выходе испытуемого гидрофона, мВ;
ЕГ – чувствительность эталонного гидрофона, мкВ/Па.
Аналогичные измерении провести на всех частотах рабочего диапазона, заданных преподавателем. Данные занести в таблицу. Измерения должны быть проведены не менее 3-х раз.
Определить суммарную относительную погрешность градуировки испытуемого гидрофона. Построить амлитудно-частотную характеристику испытуемого гидрофона, определить его неравномерность АЧХ в заданном рабочем диапазоне частот.