ласть, где волны сильно расходятся. Гидрофон не следует помещать в эту область.

Два варианта инерционного метода отличаются только практическим исполнением, и выбор того или другого зависит от их стоимости и удобства применения. Поскольку в продаже имеются вибростенды и градуированные акселерометры, то легко собрать установку Шлосса и Страсберга. Калибратор Симса представляет собой специально сконструированную установку, и его градуировка требует определенных зндний о конструкции преобразователя; но изготовленный калибратор Симса компактен, портативен и прост в обращении. Калибратор Симса легко отградуировать, если имеется образцовый гидрофон. Любую из установок можно использовать для калибровки сравнением; в этом случае эти два метода становятся почти идентичными. Калибратор- Симса широко использовался как простое и быстрое средство для массовой градуировки малых гидрофонов методом сравнения. Шлосс и Страсберг сообщили о результатах градуировки в диапазоне частот 10-700 Гц, а Симе - в диапазоне 100-3000 Гц.

2.6. СТАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Статическими называются методы, в которых динамические градуировки -основаны на измерениях в статическом режиме и при статических импедансах. Методы ограничены диапазоном очень низких звуковых и инфразвуковых частот, на которых звуковое давление можно рассматривать как переменное гидростатическое давление.

2.6.1. Конденсаторный гидрофон

Система для градуировки конденсаторного гидрофона показана на рис. 2.26. Гидрофон состоит из конденсатора, у которого одна пластина имеет упругую подвеску, а другая неподвижна. На подвешенную в воде пластину или диафрагму воздействуют как гидростатическое давление, так и звуковое. В результате этого изменяется расстояние между пластинами, а значит, и емкость. Конденсатор включен в одно из плеч импедансного моста. Мост питается напряжением несущей частоты с постоянной амплитудой. Выходное напряжение во зависит от емкости гидрофона Сн, что видно из рис. 2.27. Если Сн изменяется под влиянием звукового давления, а мост был слегка разбалансиро-ван при отсутствии звукового давления, то ео будет модулироваться с частотой звукового давления и напряжение еоо после тектирования будет приблизительно пропорционально звуковому давлению.

При градуировке системы ei поддерживается постоянным, изменяется статическое давление и отмечаются значения напряжения бо- Отношение ео/оо можно определить при электрической градуировке детектора. Мост должен быть разбалансиро-ван во избежание удвоения частоты. Из рис. 2.27 видно, что

Рис. 2.26. Градуировка конденсаторного гидрофона. 1 - несущая, 2 -модулированная несущая, 3 - модулирующий сигнал, 4 - сигнал звукового давления. Ген. - генератор.

Рис. 2.27. Зависимость выходного напряжения моста от емкости гидрофона.

как уменьшение, так и увеличение Сц, обусловленные звуковым давлением, от точки, в которой мост сбалансирован, т. е. ео=0, приведут к увеличению ео- Таким образом, положительный и отрицательный полупериоды давления создадут полный период ео. Рабочую точку на кривой на рис. 2.27 можно сдвинуть от нуля, или от точки баланса моста, регулировкой величины любого из четырех импедансов его плеч. Обычно удобнее всего регулировать Cg.

Чувствительность этой системы зависит от отношения Аео/АСн. Из рис. 2.27 можно видеть, что абсолютная величина

И линейность этой чувствительности зависят от формы кривой, которая в свою очередь зависит от конструкции моста. Другим фактором, влияющим на чувствительность и линейность системы, является расстояние d между пластинами конденсатора. Емкость Сн обратно пропорциональна d, и чувствительность системы зависит также от отношения АСн/Ad, т. е. от формы кривой на рис. 2.28. Чувствительность максимальна при близком расположении пластин, т. е. при.малых d. Однако нелинейность, или изменение наклона, также наиболее велика при малых d, и поэтому нужно иметь какую-то оптимальную конструкцию. Третьим фактором, влияющим на чувствительность, является механическая гибкость диафрагмы, или изменение d при единичном звуковом давлении.

В связи с тем что система реагирует и на статическое, и на динамическое давления, ее чувствительность зависит от глубины погружения в воду. Для устранения влияния статического давления необходимо иметь систему компенсации, которая создает статическое давление воздуха на внутреннюю сторону подвешенной пластины или диафрагмы, равное наружному гидростатическому давлению. В компенсационную систему должен входить акустический, фильтр низких частот, чтобы происходила компенсация статических, а не динамических давлений. Необходимо предусмотреть возможность отключения компенсации на время, градуировки системы. Статическая градуировка пригодна только на тех частотах, на которых диафрагма управляется жесткостью или гибкостью, а динамическими или инерционными эффектами можно пренебречь. Поэтому высокочастотный предел установки лежит примерно на октаву ниже резонансной частоты диафрагмы.

Главным преимуществом конденсаторного гидрофона является его очень высокая чувствительность. В отличие от обычных гидрофонов, чувствительность которых в основном определяется характеристиками пьезоэлектрического, магнитострикционного или магнитного материала, чувствительность конденсаторного гидрофона зависит главным образом от механической конструкции диафрагмы и электрической схемы моста. Чем мягче

Рис. 2.28. Зависимость емкости гидрофона от расстояния между пластинами.