Производится градуировка большого числа преобразователей. Поэтому в той или иной степени применяют различные системы автоматизации измерений, чтобы уменьшить время и трудоемкость многократных измерений по точкам на разных частотах. Все автоматические системы, как бы сложны они ни были, являются разновидностями основной схемы измерительной установки, показанной на рис. 3.23 и 3.24.

Многие детали автоматической системы определяются индивидуальным вкусом экспериментатора, привычкой, стоимостью и легкостью приобретения конкретных приборов и устройств. Однако различные системы имеют общие черты (рис. 3.26). Узлы установки, показанные сплошными линиями, составляют основную систему для измерений и градуировки преобразователей в непрерывном режиме. Пунктирными прямоугольниками обозначены добавочные блоки, присутствие которых необязательно.

Основная система позволяет автоматически решать три важные задачи: 1) непрерывное изменение частоты, 2) непрерывную запись выходного сигнала гидрофона и 3) фильтрацию сигнала при непрерывно изменяющейся частоте.

Рассмотрим сначала систему, показанную на рис. 3.26 сплошными линиями. Сигнал возбуждается генератором переменной частоты. Частотный -диапазон генератора обычно перекрывает несколько декад, и часто для автоматического изменения частоты используется мотор. Частотная калибровка у широкополосных генераторов обычно не очень точная, и поэтому для контроля и измерения выходной частоты применяется частотомер или другое устройство.

Следующей ступенью является усилитель напряжения, служащий для управления уровнем сигнала с генератора с целью создания достаточного уровня входного напряжения для последующих ступеней установки.

Усилитель мощности дает электрическую, а в конечном итоге и акустическую мощность, необходимую для получения измеримого уровня сигнала на выходе гидрофона.

Для согласования выходного импеданса усилителя мощности с излучателем и оптимальной передачи мощности используют согласующие схемы, которые часто представляют собой трансформаторы с многими отводами. Однако иногда более важным является поддержание постоянства тока или напряжения. Тогда можно осуществить умышленное рассогласование. Например, всю схему, питающую излучатель, можно сделать так, что она будет вести себя примерно как генератор постоянного напряжения с малым импедансом или как генератор тока с высоким импедансом. Применяют и другие типы схем, служащие, например, для получения токов или напряжений, меняющихся с частотой по определенному закону.

Генератор леремеинай частоты

Усилитель

уЛадулятор

\ Блок ста- i i билизации е или i

Цепь измерения е или L

Синхронизатор

Сервомеханизм вращения

\ Стробиру- i емый блок i \риемника\

Изл.

Путь прямаеа сигнала в воде

Полосовой [рильтр

Гетерод. смеситель

Усилитель

Усилителе с высоким входным импедансом

Гидр

Рис. 3.26. Типичная установка для автоматической градуировки преобразователей. Основная система, работающая в непрерывном режиме, показана сплошными линиями. Пунктиром показаны дополнительные блоки, обеспечивающие возможность работы установки в импульсном режиме, а также контроль и поддержание постоянства тока излучателя или напряжения на нем.

Согласование или рассогласование импедансов применяется между всеми узлами установки для получения оптимальных характеристик. Для улучшения или для достижения согласования применяются согласующие трансформаторы или другие устройства. Для уменьшения вариаций импеданса, а также для ослабления уровня сигнала используют аттенюаторы. Соотношение импедансов особенно важно на входе и выходе усилителя, если используется калибровка его усиления.

При некоторых градуировках нужно измерять входной ток излучателя или напряжение на нем. Эти величины в любом случае нужно контролировать, чтобы обеспечить постоянство условий градуировки. Измерительные цепи для определения е и i должны оказывать пренебрежимо малое влияние на цепь усилитель мощности - излучатель. Цепь для измерения е обычно имеет высокий импеданс и соединяется параллельно с излучателем; цепь для измерения i обычно имеет низкий импеданс и соединяется с излучателем последовательно.

,В любом случае измеряемые сигналы е или i подаются на ту же приемную или записывающую систему, куда подается и выходное напряжение гидрофона и где сигнал подвергается тем же самым операциям смешивания, фильтрации и записи. Из формул градуировки, приведенных в разд. 3.15, видно, что нужно измерить отношение (или разность в децибелах) значения напряжения на гидрофоне к значению тока излучателя. Конечно, если оба измеряемых сигнала - ток i и напряжение е -одина-•ковым образом усиливаются, ослабляются, смешиваются, фильтруются, записываются и т. д., то отношение этих сигналов не меняется. Системы для измерения е и i должны быть отградуированы, но вся система в целом не нуждается в градуировке. Конечно, она должна быть линейной и стабильной, и для проверки этого условия проводят специальные электрические измерения. Эти измерения являются контрольными.

Измерение е производится непосредственно; типичная схема показана на рис. 3.27, а. Измерение тока i представляет более сложную, задачу, так как схема для измерения тока включается последовательно с излучателем и через нее может протекать весьма большой ток. Если излучатель включен несимметрично, то значительные трудности представляет выбор правильных условий заземления. На рис. 3.27,6 показана старая, но типичная схема измерения тока излучателя по падению напряжения на малом последовательном сопротивлении. На рис. 3.27, в показана лучшая схема, в которой одна жила кабеля, питающего излучатель, используется как одновиткбвая первичная обмотка трансформатора. Вторичной обмоткой служит тороидальная катушка, окружающая эту жилу..