2. Измерительные излучатели звука в воздухе.

Оценка свойств измерительных излучателей производится по частотной характеристике чувствительности в режиме излучения и.

В качестве источника излучения используют электрические преобразователи электродинамического типа – диффузорные громкоговорители прямого излучения.

Неравномерность АЧХ таких источников излучения значительна поэтому используют узкие диапазоны частот. Используют такие аэродинамические источники звука – сирены, вентиляторы. 100Гц – 10кГц при мощности 0,025Вт.

В качестве излучателей использую электростатические преобразователи.

Измерительные приемники звука в воздухе.

В качестве измерительных приемников в воздухе используются главным образом электроакустические преобразователи электростатического типа, микрофоны пьезоэлектрического типа.

Билет 15

1. В узких камерах с жесткими стенками независимо от характера возбуждения распространяется плоская волна, характеристики которой могут быть легко рассчитаны и измерены. На основе этого явления построены измерительные объёмы, называемые измерительными трубами. Конструкции труб должны отвечать следующим условиям:

- стенки труб следует выполнять акустически жесткими;

- внутренний диаметр должен отвечать неравенству ;

- длина трубы должна содержать не менее 35 длины волны;

- внутренние поверхности должны быть акустически гладкими

Разновидностью измерительных труб являются камеры малого объема, размеры которых существенно меньше длины волны, и звуковое поле внутри камеры распределено равномерно. В измерительных трубах производят градуировку преобразователей, определение скорости и поглощения звука, определение коэффициента отражения и поглощения образцов материалов.

2. Измерения акустической мощности по измерению давления.

Для электрических преобразователей измеряют мощность в разных диапазонах частот, однако смысл измерения КПД имеет только в близи резонанса.

При измерении звукового давления используют его связь с интенсивностью:

.

Для определения акустической мощности необходимо найти интеграл по площади S, через которую проходит звуковая энергия излучателя.

Это выражение справедливо для плоской волны. Если известен коэффициент осевой концентрации излучателя, то мощность можно найти из значения интенсивности на оси

Измерения Р в этом случае должно проводиться в дальней зоне.

Билет 16

1. В связи с трудностями морских измерений основные исследования и измерения проводят в г/а бассейнах, аналогичных заглушенным камерам. ввиду малых расстояний проходимых в бассейне звуковым лучом даже при многократных отражениях от поверхностей бассейна затуханием звука пренебрегают. водную среду рассматривают как однородную среду с постоянной скоростью звука. при постройке г/а бассейнов также принимают меры акустической защиты для снижения собственных шумов бассейна.

бассейны представляют собой железные резервуары установленные с помощью амортизаторов на бетонной подушке. для звукозаглушения внутренних поверхностей бассейна используются клиновидные звукозаглушающие устройства. они выполнены из резины с воздушными полостями. размеры клиньев достигают 1-2 м.

2. градуировка - выполнение измерительной процедуры, в результате которых получают количественные характеристики измерительного тракта или преобразователя в рабочем диапазоне частот. К таким характеристикам могут быть отнесены: определение поправок к показаниям приборов тракта, чувствительность в режиме излучения приема, характеристики направленности и т.д.

калибровка - процедура, устанавливающая соответствие характеристик измерительного тракта своим номинальным (паспортным) параметрам. Т.е. при калибровке подтверждается соответствие характеристик установки полученных при градуировке.

Градуировку проводят сравнительно редко, а калибровку рекомендуется выполнять многократно в процессе измерений.

Билет 17

1. В обычных помещениях в ряде случаев можно проводить надежные измерения шумов. Для этого необходимо убедиться, что создаваемый источниками шум превышает собственные шумы совмещения.

В помещениях с малым поглощением звука поверхностями в каждой точке суммируются волны от источника и одно-, двух-, трехкратно отраженные от поверхности помещения. Отношение этих волн определяет акустическое отношение R_a. Так как энергия сигнала принята с расстояния, то можно найти такое расстояние r между источником и приемником, на котором R_a будет равно выбранному значению:

, S – площадь поверхности помещения, α – средний коэффициент поглощения поверхностей (~ 0,1).

2. принцип взаимности - чувствительность любого линейного обратимого преобразователя в режиме излучения и приема связаны между собой постоянным соотношением - коф взаимности. γпр = γизл * Н

1 – излучатель 2 – реверсивный 3 – градуируемый

U1 1 X Ux

U1 1 2 U2

I`2 2 X U`x тогда

Ix X 1 U

I2 2 1 U`

I`x X 2 U`2 тогда

Достоинства: чувствительности могут быть выяснены на основе электрических измерений, нет непосредственных измерений акустических величин.

Недостатки: многократная переустановка преобразователей.

В настоящее время применяют линейную схему расположения излучателей и приемников.

Билет 18

1. если измерения производятся вне помещений, то можно ожидать отражения от поверхности земли, при этом в точку приема будут приходить два сигнала – прямой р1 и отраженный от поверхности земли - р2. Полагая р1 полезным сигналом, а р2 – помехой найдем их отношение определяющее качество проводимых измерений.

где H и h высоты излучателя и приемника, Д – расстояние между местами их установки

2. принцип взаимности - чувствительность любого линейного обратимого преобразователя в режиме излучения и приема связаны между собой постоянным соотношением - коф взаимности. γпр = γизл * Н

1 – излучатель 2 – реверсивный 3 – градуируемый

U1 1 X Ux

U1 1 2 U2

I`2 2 X U`x тогда

Ix X 1 U

I2 2 1 U`

I`x X 2 U`2 тогда

Достоинства: чувствительности могут быть выяснены на основе электрических измерений, нет непосредственных измерений акустических величин.

Недостатки: многократная переустановка преобразователей.

В настоящее время применяют линейную схему расположения излучателей и приемников.

Билет 19

1. измерение характеристик направленности излучателей и приемников звука является простой операцией но требует выполнения ряда условий для получения правильных результатов.

испытуемый преобразователь поворачивается вокруг оси перпендикулярной плоскости в которой определяется характеристика направленности. расстояние r между излучателем и приемником следует выбирать так чтобы характеристика направленности полностью сформировалась, т.е. не зависела от дальнейшего увеличения r. условия измерений должны соответствовать свободному полю, чтобы при каждом угле поворота измерялся только сигнал, распространяющийся прямо от излучателя к приемнику. такие условия могут существовать в заглушенной камере или при использовании импульсного режима работы, позволяющего отделить во времени прямой сигнал от отраженных.

2. Метод самовзаимности

Этот метод применим только для обратимых преобразователей.

Следовательно, может рассматриваться как частный случай метода трех преобразователей, когда чувствительность обратимого преобразователя равна чувствительности испытуемого.

Излученный импульс после отражения принимается тем же преобразователем. Следовательно, соответствует третьему этапу, так как .

.

Проблемы: необходим быстрый коммутатор, перегрузка приемника в момент излучения, необходимость наличия экрана на расстоянии.

Экран должен создавать зеркальное отражение, при котором можно пользоваться правилами геометрической акустики.

.

Обобщая требования можно сделать вывод:

,

.

Частотный диапазон градуировки 15-200кГц.

Билет 20