Г л. 6. Измерение акустических сопротивлений

связи¹). В§6 этой главы описана методика определения Z_P, к и Z_EW по измеренным электрическим сопротивлениям в условиях различных известных реактивных нагрузок, осуществляемых с помощью трубы с жесткими стенками, снабженной поршнем, позволяющим изменять длину трубы. После нахождения этих величин достаточно только рассчи­тать зависимость Z_MT от Z_El- Уайт показал, что расчетный график на пло­скости Хмт, Rmt имеет вид смещенного годографа сопротивлений Смита (см. фиг. 180). На фиг. 198 показан годограф сопротивлений для пре­образователя WE555 с подвижной катушкой (при частоте 500 гц). На этом графике координаты нормализованы и их значения равны соответственно Хмт/Spc и Кмт/Spc, где S—площадь входного отверстия трубы, на которую нагружен преобразователь; рс—волновое сопротивление воздуха. Выдан­ном частном случае S = 22,2 x22,2 мм². Если S выражено в см² торс и Rmt/S должны быть выражены в рэл.

Фиг. 199. Чисто активная нагрузка.

1—нагружаемая труба; 2—переменное сопротивление и масса; 3—подвижной поршень для регулировки гибкости;' 4—внешняя оболочка; б—звукопогло- титель; б—перекрывающиеся отверстия.

Иордан [29] дал качественный анализ установки, показанной на фиг. 199. Он утверждает, что подобная установка дает для трубы на-' грузку в виде чисто активного сопротивления. Рассеяние энергии обусло­влено излучением звука через малые отверстия, расположенные вдоль трубы. Однако эти отверстия вносят также и параллельное акустическое инерциальное сопротивление, компенсация которого может быть достиг­нута с помощью равного и противоположного (по знаку) акустического упругого сопротивления, изменяемого подвижным поршнем, закрываю­щим трубу справа от отверстий на расстоянии, меньшем длины волны. Тогда для любой заданной частоты возможна регулировка, обеспечиваю­щая чисто активное сопротивление. Величина этого сопротивления может быть сделана переменной, если вместо одной трубки применить две хорошо пригнанные трубки, входящие одна в другую и имеющие одинаковое рас­положение отверстий. Тогда, сдвигая и поворачивая трубки одну относи­тельно другой, можно изменять число и размер излучающих отверстий. Изменение числа отверстий изменяет одновременно как инерциальное, так и активное сопротивление; изменение же размеров изменяет отноше-

fe2

^EW

во втором Z_MT=Z_p. изменения, есть

Разность этих двух значений Z_MT> определяющая диапазон его

отсюда видно, что диапазон изменения Z_MT тем шире, чем меньше Z_EW (см. приме­чание на стр. 223)—Прим. ред.

221

ние этих сопротивлений. Поэтому, вращая трубки и передвигая поршень, можно получить желаемое активное сопротивление на входе трубы. Чтобы избежать излучения звука в помещение, излучающая часть может быть помещена в трубу, заполненную звукопоглощающим материалом.

В. Электроакустический мост. Применение акустических мостов остается ограниченным вследствие отсутствия подходящих акустических эталонов. Петерсону и Иде¹) удалось с помощью простого устройства, показанного на фиг. 200, применить в акустических измерениях методику электрических мостов.

Два плеча моста являются акустическими и два—электрическими. Акустическая податливость У_с1 является постоянным плечом и уравно­вешивается плечом У_с2- Все податливости будем считать отнесенными

Фиг. 200. Схема электроакустического моста.

У_с1 и Усг—¹одинаковые акустические элементы, Y_х—неизнестная акустиче- ская податливость, включенная последовательно с У_сг; У^, и У^₂—два элек- трических плеча. 1—источник звука; 2—труба, заполненная проволокой; 3—усилители; 4—усилитель и индикатор нуля.

к единице площади и выражать их в рэл^х. Неизвестная податливость Y_х соединена с У_с2 последовательно. Два идентичных микрофона с чувстви­тельностями и к_г измеряют звуковое давление на поверхности образца. Звук от излучателя попадает в обе камеры через два одинаковых отрезка трубы, заполненных проволокой. Напряжения е_х и е₂ после усиления по­даются на трансформатор моста. Две электрические проводимости Уei и YЕ2, шунтирующие первичную обмотку трансформатора, образуют два плеча моста.

Уравнение баланса моста имеет следующий вид:

gi£i_ _ gag2 УЕ1 У Е2

где

е, =

Ус1 + Уи + У

и е.,

Цч

М1

Усг + Ух + У22 у у

М2

Г л. в. Измерение акустических сопротивлений

есть напряжения, снимаемые с микрофонов; g_± и g₂—переходные про­водимости усилителя; и_х и и₂—акустические скорости; Ymi и Ym2—аку­стические податливости микрофонов; У_п и У₂₂—акустические податли­вости источника. При подходящем выборе элементов можно добиться малости величин Ymu Ym2, Уц ^и У22 по сравнению с У_с1 и У_с2; тогда

и при балансе моста

Л щ

и

_Л ^2 ^и2