實驗名稱：換能器基陣的聲學性(xing)能測(ce)試

　　研究方向：水聲測量

　　實驗目的：基于水聲換能(neng)器(qi)的(de)電(dian)學以及聲學特(te)性參(can)數的(de)測(ce)試(shi)，利(li)用(yong)(yong)互易法進(jin)行自動檢測(ce)重點(dian)研究(jiu)了并且通過利(li)用(yong)(yong)單頻點(dian)檢測(ce)指向性的(de)基礎(chu)理論，來(lai)研究(jiu)利(li)用(yong)(yong)多頻點(dian)同時(shi)檢測(ce)指向性的(de)自動測(ce)試(shi)方式。

　　測試設備：ATA-4012B高壓功率放(fang)大器(qi)，信(xin)號發生器(qi)，試(shi)件，示(shi)波(bo)器(qi)。

　　實驗過程：計(ji)算機和信(xin)(xin)(xin)號(hao)源(yuan)、陰極射線示波(bo)器(qi)(qi)以(yi)及回轉系統之間建立連接(jie)，通(tong)過計(ji)算機來完(wan)成(cheng)控制。信(xin)(xin)(xin)號(hao)源(yuan)為(wei)整個系統提供輸入，即提供驅(qu)動(dong)(dong)信(xin)(xin)(xin)號(hao)，但是因為(wei)其(qi)(qi)輸出的信(xin)(xin)(xin)號(hao)通(tong)常(chang)都比較小，達不到直接(jie)驅(qu)動(dong)(dong)換能(neng)器(qi)(qi)工(gong)作的條件,因此(ci)要(yao)先利用(yong)(yong)功率放(fang)大器(qi)(qi)將其(qi)(qi)所(suo)產(chan)(chan)生的信(xin)(xin)(xin)號(hao)放(fang)大至(zhi)足(zu)以(yi)驅(qu)動(dong)(dong)換能(neng)器(qi)(qi)的程度;水聽(ting)器(qi)(qi)是在水下接(jie)收由發射換能(neng)器(qi)(qi)發出的，并且在水中進(jin)(jin)行(xing)(xing)傳播后的信(xin)(xin)(xin)號(hao)以(yi)及可能(neng)由于反射在水中與其(qi)(qi)他物體(ti)碰撞(zhuang)所(suo)產(chan)(chan)生反射噪聲(sheng)(sheng)信(xin)(xin)(xin)號(hao),通(tong)常(chang)需要(yao)對(dui)這一(yi)部分信(xin)(xin)(xin)號(hao)進(jin)(jin)行(xing)(xing)處(chu)理，去除(chu)影響(xiang)測(ce)量(liang)(liang)結果的噪聲(sheng)(sheng)，而且一(yi)般來說這種信(xin)(xin)(xin)號(hao)都比較小，不便于后期進(jin)(jin)行(xing)(xing)測(ce)量(liang)(liang)處(chu)理，因此(ci)還需要(yao)對(dui)其(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)放(fang)大信(xin)(xin)(xin)號(hao)，綜合考慮采用(yong)(yong)濾波(bo)放(fang)大器(qi)(qi)即可完(wan)成(cheng)。在進(jin)(jin)行(xing)(xing)測(ce)量(liang)(liang)指向(xiang)性時(shi)，為(wei)了(le)使(shi)(shi)得(de)發射換能(neng)器(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)角度的掃(sao)面，因此(ci)使(shi)(shi)用(yong)(yong)回轉系統帶動(dong)(dong)換能(neng)器(qi)(qi)轉動(dong)(dong)，以(yi)利于達到測(ce)量(liang)(liang)不同方向(xiang)的目的。在進(jin)(jin)行(xing)(xing)互易(yi)法(fa)自動(dong)(dong)測(ce)量(liang)(liang)時(shi)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)互易(yi)性，進(jin)(jin)行(xing)(xing)兩(liang)兩(liang)之間的測(ce)試，使(shi)(shi)用(yong)(yong)開關模塊用(yong)(yong)于自動(dong)(dong)切換換能(neng)器(qi)(qi)的開關狀態。

　　圖：實驗原理圖

　　本(ben)測(ce)試系統(tong)中所用(yong)(yong)到的(de)(de)儀器(qi)(qi)主要包含信號器(qi)(qi)、陰極(ji)射線(xian)示波(bo)器(qi)(qi)、功率(lv)放大器(qi)(qi)、濾波(bo)放大器(qi)(qi)和控制轉(zhuan)臺(tai)的(de)(de)回轉(zhuan)系統(tong)，該(gai)(gai)回轉(zhuan)系統(tong)主要測(ce)量(liang)換能器(qi)(qi)的(de)(de)指向性，用(yong)(yong)于改變水(shui)聲換能器(qi)(qi)在水(shui)下的(de)(de)發(fa)射角度，該(gai)(gai)回轉(zhuan)系統(tong)常被用(yong)(yong)于在水(shui)聲測(ce)量(liang)中使用(yong)(yong)。

　　實驗結果：

　　第(di)一(yi)(yi)步(bu)的(de)過程如下(xia)：接(jie)通RO和(he)L1，驅動發射換(huan)(huan)能器發射聲信號(hao)，接(jie)通R1和(he)L5，在示波(bo)器通道一(yi)(yi)上(shang)顯示出水聽器接(jie)收信號(hao)，這樣就可(ke)以(yi)在示波(bo)器通道一(yi)(yi)和(he)通道三上(shang)得(de)到(dao)FJ換(huan)(huan)能器對(dui)之間的(de)電(dian)(U)和(he)由電(dian)壓轉換(huan)(huan)而來的(de)電(dian)流(I)數(shu)值。

　　圖：第一步(bu)FJ換能器對

　　第二(er)步(bu)的過(guo)程如下(xia)：斷開(kai)R1和L5，連通(tong)R2和L3，在(zai)示(shi)波(bo)器通(tong)道二(er)上顯示(shi)互易換(huan)能(neng)器接收信號，這(zhe)樣就(jiu)可以在(zai)示(shi)波(bo)器通(tong)道二(er)和通(tong)道三上得(de)到FH換(huan)能(neng)器對之間(jian)的電壓(U)和由(you)電壓轉換(huan)而來的電流(I)數(shu)值(zhi)。

　　圖(tu)：第二(er)步FH換(huan)能器對

　　第(di)三步的(de)過程如下(xia)：斷開R2和L3，斷開RO和L1，連(lian)通RO和L3連(lian)通R1和L5，驅動(dong)互易(yi)換能器發射聲信號，這(zhe)樣(yang)就可(ke)以在示波器通道一和通道三上得(de)到HJ換能器對之(zhi)間的(de)電壓(ya)(U)和由電壓(ya)轉換而來的(de)電流()。然(ran)后(hou)利用公式(2-18)得(de)出水聽器靈敏度級。

　　圖：第三步HJ換能(neng)器對

　　互易法自動測量(liang)靈敏度的軟件檢(jian)測流(liu)程，與其他參數測量(liang)過程基(ji)本相(xiang)同。先(xian)設定好相(xiang)應(ying)的所需參數，手動選(xuan)擇測量(liang)區域，由起(qi)始(shi)頻率開(kai)始(shi)進行(xing)循環(huan)測量(liang)，每次的測量(liang)過程都(dou)按(an)照發送信號(hao)、設置范圍、讀(du)取電壓/電流(liu)、計算(suan)靈敏度、繪圖、改變頻率這一(yi)流(liu)程重復執行(xing)，直(zhi)到(dao)達(da)到(dao)終止頻率，完(wan)成(cheng)所有測量(liang)。

　　圖：最(zui)終實驗結(jie)果(guo)

　　選擇該(gai)功率放大器(qi)的原(yuan)因：電壓精準度高(gao)、帶寬高(gao)、輸出波形好、操作簡單(dan)、調(diao)節方便。

圖：ATA-4012B高壓功率放大器指標參數

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