сведения или хотя бы разумные предположения об истинных, размерах и форме преобразователя. Лепестки диаграммы становятся острее с повышением частоты. Любое нарушение этого-правила обычно указывает на то, что диаграмма измерена на гармонике. Когда диаграммы измеряются в нескольких плоскостях, должна наблюдаться совместимость между определенными уровнями. Разности фронт-тыл у диаграммы в плоскостях XY и XZ должны быть одинаковы. Разности уровней в направлениях осей У и Z должны быть совместимы на всех диаграммах.

Если диаграммы сняты в трех основных плоскостях, то проверка уровцей в направлении осей Y и Z должна показать, что-

(9=90°)-Г(6=90°)= rZ(9=0°)- rZ(6=90°). (3.46> Е. Импеданс

Если импеданс преобразователя измерен разными методами, то результаты, естественно, должны совпадать. Имеются три метода. Данные по измерению е и i при градуировке дают только общее представление об импедансе. Самописцы годо--графа импеданса (VILP) автоматически записывают импеданс в виде, показанном на рис. 2.52, б, 2.53 и 2.54. Такие графики удобны и полезны, но не очень точны. Для получения высокой точности применяют импедансные мосты, а данные представляют графически, как показано на рис. 2.52, а. Графические данные нужно исследовать, чтобы убедиться, что максимумы, минимумы и наклоны кривых соответствуют теории, изложенной в разд. 2.13.

Ж. Потери при передаче

Потери напряжения гидрофона при передаче не зависят от нагрузки преобразователя, - за исключением частот вблизи резонанса у сильно резонансных преобразователей. Следовательно, измерения в воздухе • с широкополосными гидрофонами должны давать те же результаты, что и измерения в воде. Поскольку условия электрического заземления часто влияют на результаты измерения потерь напряжения, сравнение результатов, полученных в воздухе и в воде, помогает обнаружить ошибку в этих измерениях. Если результаты не согласуются, то это обычно означает, что в одном из измерений калибровочное сопротивление зашунтировано сопротивлением утечки на землю. Потери напряжения при передаче обычно примерно постоянны до нижней частоты спада, которую не нужно путать с нижней частотой завала чувствительности, о которой будет идти речь в разд. 5.2 и на рис. 5.3. На рис. 3.72 приведен упрощенный ва-

риант схемы рис. 3.25, на котором показаны пьезоэлектрический генератор и параллельные сопротивления и емкости, нагружающие его. За исключением очень низких частот, сопротивления Rg и Ra намного больше, чем реактивные сопротивления l/(i)Cg и l/aCa, поэтому калибровочное напряжение связи вг падает на двух реактивных сопротивлениях. Коэффициент деления не зависит от частоты. На некоторой низкой частоте, в диапазоне от 1 до 100 Гц, 1/©Со становится равным Ra. Это и есть

Рис. 3.72 Упрощенная схема измерения потерь напряжения при передаче. Паразитные емкости и сопротивления утечки включены в сосредоточенные постоянные Cg и Rg или Са к Ra в зависимости от того, где они находятся относительно калибровочного напряжения: на стороне кристалла или на стороне усилителя. 1 - пьезоэлектрический элемент, 2 - вход усилителя, 3 - калибровочное напряжение связи.

частота спада. На частотах ниже частоты спада et делится между Ra и llaCg, и отношение ejea увеличивается с уменьшением частоты со скоростью 6 дБ/октава. На еще более низкой частоте et будет делиться между Rg и Ra, и отношение eJea опять станет постоянным, но это произойдет на слишком низкой частоте, чтобы это можно было наблюдать. Сравнительно высокая частота спада указывает на то, что Ra меньше обычного значения и наблюдается, например, в том случае, когда в гидрофон проникает влага.

3. К. п. д. и другие параметры

Многие электроакустические параметры, такие, как к. п. д., зависят от измеренных параметров: чувствительности, направленности и импеданса - и определяются вычислением. Из этого следует, что пик, провал или аномалия на частотных характеристиках измеренных параметров должны проявиться и в вычисляемых параметрах (конечно, за исключением тех

Литература

1. Jones J. L, Leslie С. В., Barton L. E., Acoustic Ciiaracteristics of a Lalce Bottom, J. Acoust. Soc. Am., 30, 142 (1958).

2. Bobber R. J., Acoustic Characteristics of a Florida Lake Bottom, J. Acoust. Soc. Am., 31, 250 (1959).

случаев, когда они случайно компенсируются). Вычисленные параметры нужно исследовать на совместимость по характеру частотных характеристик.

3.15.4. Оценка точности "-]•

Градуировка подводного электроакустического преобразователя представляет собой измерение в динамической системе и Б нестабильной среде. Сам преобразователь колеблется сложным образом. В идеальном случае предполагается, что сам электроакустический чувствительный элемент, связующая жидкость и акустические окна колеблются свободно, а другие части преобразователя не колеблются вовсе. Ожидается, что преобразователь может быть чувствителен к динамическим давлениям порядка 0,1 Па и нечувствителен к статическим давлениям порядка 70-10 Па или более. Водная среда не может быть безграничной, однородной и стабильной, как предполагается. Поэтому ясно, что результаты градуировки преобразователей и подводные электроакустические измерения не так точны и воспроизводимы, как некоторые другие виды измерений.

Большинство исследователей объявляют точность ±1 дБ для однократных градуировок даже без тщательных исследований и анализа данных. В тех случаях, когда можно сравнить результаты независимых, полунезависимых измерительных установок и провести избыточные измерения, можно ожидать повышения точности до ±0,5 дБ, а в некоторых исключительных случаях до 0,2 дБ.

Точность в применяемом здесь смысле не имеет строгого математического выражения, которое она приобретает, когда делаются многократные измерения и можно определить средние отклонения от среднего значения. Она является разновидностью критерия, который можно включать в спецификации и который характеризует разброс данных при разных условиях измерений, после того как результаты в каждом случае изучены, проанализированы и, возможно, скорректированы замеченные ошибки.

В международных круговых сличениях гидрофонов [24] страны-участницы объявили точность от ±0,5 до ±1,5 дБ. После анализа этих данных было найдено, что среднее отклонение лежит в пределах от 0,3 до 0,6 дБ.