тывает разности уровней опорных давлений, показанных на рис. 1.1. Параметр 20 Ig / представлен в зависимости от частоты на рис. 3.70 и 3.71.

Поскольку чувствительность гидрофона пропорциональна опорному давлению, то уровни чувствительности отличаются на ту же величину, что и уровни опорного давления на рис. 1.1. Можно вычислить М относительно одного уровня опорного давления и воспользоваться рис. 1.1 для перехода к другому. Аналогично этому опорный уровень чувствительности по току в режиме излучения можно изменить, пользуясь рис. 1.1 и беря разницу с обратным знаком. В табл. 3.2 показаны относительные уровни М, 5 и /. Разности уровней можно использовать для перехода из одной системы в другую. Например, М относительно 1 В/мкПа будет на 100 дБ ниже, чем относительно 1 В/(дин/см). Столбец 20 Ig / в табл. 3.2 можно получить с помощью табл. 3.1 и уравнения (3.44).

Таблица 3.2

Переводные коэффициенты, или уровни чувствительностей в режиме приема и излучения и параметра взаимности, в зависимости от опорного давления

3.15.3. Совместимость данных измерений

Результаты градуировки, испытания и оценки характеристик электроакустических преобразователей, как и всякие другие экспериментальные данные, можно и нужно исследовать и анализировать на взаимную совместимость и согласие с теорией. Для этого имеется много способов, особенно в том случае, когда измерены все напряжения и токи, а все чувствительности представлены графически как непрерывные функции частоты. В следующих подразделах предполагается, что имеются такие графики частотных характеристик. В каждом подразделе описываются исследование и анализ отдельных типов данных и их комбинаций.

А. Входные и выходные токи и напряжения преобразователей

Исходные экспериментальные данные получаются в виде нескольких кривых на ленте самописца, представляющих напряжение на выходе гидрофонов и ток или напряжение излучателя в зависимости от частоты. Эти графики сначала изучаются с целью обнаружения разных типов искажений, рассмотренных в разд. 3.10. Если в соответствии с установившейся традицией измерения проведены на двух расстояниях между излучателем и приемником, то проверяется разность уровней, чтобы установить, имеется ли надлежащий спад с расстоянием. Проверка взаимности при градуировке методом взаимности, рассмотренная в разд. 2.3, осуществляется с помощью рис. 2.5, б и г и уравнения (3.41). Ток излучателя или напряжение на нем (или напряжение, пропорциональное току) для резонансного преобразователя обычно резко увеличивается или резко падает на резонансной частоте, если напряжение не поддерживается постоянным. Эти пики и провалы должны находиться в согласии с теоретическими графиками на рис. 2.51, 2.53 и 2.54, показывающими, что а) на резонансе пьезоэлектрического преобразователя ток резко возрастает, а напряжение падает; б) на резонансе электромагнитного преобразователя ток резко падает, а напряжение возрастает.

Б. Чувствительность

Чтобы проверить, правильно ли найдены значения чувствительности, лучше всего получить данные независимыми методами и сравнить результаты. Например, метод взаимности в свободном поле и нулевой метод двух излучателей совершенно независимы. Немногие измерительные лаборатории имеют оборудование для таких проверок результатов градуировки. Более распространенными являются полунезависимые методы, например сравнение результатов, полученных в непрерывном и в импульсном режимах градуировки гидрофонов, или исследование согласуемости результатов на частотах, где диапазоны градуировки перекрываются. При градуировке широкополосного гидрофона частотный диапазон измерений обычно лимитируется излучателем. Электродинамический излучатель можно использовать в звуковом диапазоне частот, скажем, до 20 кГц. Пьезоэлектрический излучатель обычно используется в диапазоне 5- 50 кГц Две серии измерений с этими излучателями перекрываются в диапазоне 5-20 кГц и являются полунезависимыми. Это значит, что часть условий измерений в этих двух случаях одинакова, а другие условия различаются. Для обнаружения

случайной ошибки проводятся повторные измерения. Нужно проверять согласие с теорией, изложенной в разд. 5.2 и представленной на графиках рис. 5.2а, 5.26 и 5.3. Чувствительность резонансного /преобразователя по напряжению в свободном поле возрастает быстрее, чем чувствительность по току в режиме излучения. Это видно из соотношения 201gM - 201g5 = 201g/ и из того, что / уменьшается на 6 дБ/октава. Эта разность частот обычно мала и поэтому не показана на рис. 5.2, но в некоторых случаях она может быть заметной.

В. Связь между чувствительностью и диаграммами направленности

Если чувствительность измерена в двух или более направлениях и если диаграммы направленности измерены в плоскостях, содержащих два или более из этих направлений, то разности уровней на диаграммах должны согласоваться с разностью чувствительностей. Например, если чувствительность гидрофона измерена на данной частоте в направлении акустической оси (направление оси X) и в направлении 90° (направление оси У) и вторая чувствительность на 6 дБ меньше первой, то эта разность 6 дБ должна сохраняться и между уровнями на диаграмме направленности на той же частоте.

Г. Связь чувствительности с импедансом

Чувствительности по току 5 и по напряжению 5 в режиме излучения связаны, в согласии с законом Ома, зависимостью

201g5-201g5=201gZ, (3.45)

где 2 - импеданс преобразователя.

Уравнение (3.45) может служить для проверки совместимости результатов, если измерены ток, напряжение и импеданс. Иногда уравнение (3.45) используют для нахождения одного из трех параметров по данным измерений двух других. Очевидно, что у резонансного преобразователя 5 и S не обязательно возрастают на одной и той же частоте, поскольку, как показано на рис. 2.52, максимум Z находится не на резонансной частоте.

Д. Диаграммы направленности

Можно проверять соответствие диаграмм направленности теории, изложенной в разд. 2.11, и графикам на рис. 2.41- 2.43. Обычно проверяют два параметра - ширину основного лепестка и разность уровней между основным лепестком и первым боковым лепестком. Для этого нужно иметь какие-либо