Градуировка методом замещения.

При замещении образцового приемника испытуемым (рис. 2.1, б) сохраняется единство места и полная идентичность используемой аппаратуры, так как используется один и тот же измерительный тракт. Не сохраняется единство времени.

Это требует поддержания неизменным режима излучения, имея в виду как стабильность работы возбуждающего генератора, так и усло­вия работы излучателя. Недопустимо, например, разделять два указанных измерения на значительный промежуток времени — при этом могут измениться условия: температура, давление, количество газосодержания в жидкости, влияющее на возникновение воздушных пузырьков, искажающих результаты измерений.

Рисунок 2.2. Структурная схема установки для градуировки приемников звука замещением с помощью барабана, устанавливающего приемники в одну точку поля.

Следует указать, что метод замещения дает более точные результаты, чем метод сличения и позволяет механизировать процесс градуировки. Наиболее практичным (хотя и требующим наличия некоторого оборудования) является при­менение поворотного устройства типа барабана с обоймами для приемников (или излучателей), перемещающего их в одну и ту же точку поля (рис. 2.2).

Необходимо при сравнительных измерениях обращать особое внимание на учет направленности: приемник должен устанав­ливаться максимумом направленности в направлении излучателя.

На приемнике делается метка в направлении максимальной чувствительности. При градуировке его устанавливают меткой к излучателю. Расстояние между излучателем и приемником должно превышать расстояние, необходимое для формирования их характеристики направленности:

, (1)

где D₁ и D₂ — наибольшие размеры излучателя и приемника соответственно; λ — длина звуковой волны.

При градуировке сравнением необходимо также строго сохра­нять линейность измерительного тракта.

Искомая чувствительность М_Х, определяемая в результате процедуры сравнения, определяется по формуле

, (2)

где U₁ и U₂ — напряжения на выходе испытуемого и образцового приемников;

М₀ — чувствительность образцового приемника.

При проведении градуировки необходимо, чтобы условия проведения измерений по температуре, статическому давлению, влажности соответство­вали условиям, при которых выполнялась градуировка образцо­вого приемника (они должны указываться в его паспорте).

Метод и условия градуировки выбираются с учетом типа преобразователя, его частотного диапазона, требуемой точности измерений, а также производственных возможностей.

При градуировке в измерительных трубах и камерах малого объема конструкции труб и камер должны отвечать следующим условиям:

— стенки труб следует выполнять акустически жесткими;

— внутренний диаметр труб должен отвечать неравенству d < λ/2 (физически это означает, что длина возбуждаемых волн внутри трубы λдолжна быть больше длины волны, при которой в трубе имеет место один диаметральный узел давления);

— длина трубы должна содержать не менее 3—5 длин звуковых волн;

— внутренние поверхности трубы должны быть акустически гладкими, т. е. неровности на них должны быть значительно мень­ше длины волны звука в среде.

Если эти условия выполняются, при любом виде источника в трубе распространяется плоская волна. Для перекрытия звукового диапазона частот рекомендуют использовать комплект из трех-четырех труб различного диаметра и длины.

Разновидностью измерительных труб являются камеры ма­лого объема, размеры которых существенно меньше длины волны, и звуковое поле внутри камеры распределено равномерно.