1. . 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.

2. одной из разновидностей метода самовзаимности является градуировка обратимых пьезопреобразователей – гидрофонов путем измерения величины их активного электрического сопротивления в воздухе и воде. При этом тоже используется только один испытуемый преобразователь и можно обойтись минимальным измерительным объемом обеспечивающим условия свободного поля. Градуировку проводят с помощью RC моста переменного тока. В/Па

К числу достоинств этого метода относится простота используемой аппаратуры малое влияние на результаты отражений от стен помещений что позволяет делать градуировку в небольших баках. Недостатки – пониженная точность результатов и необходимость извлечения преобразователя из воды.

Билет 21

1. Основой этих методов служит влияние образования в веществе стоячих волн в результате наложения двух плоских волн, движущихся на встречу друг к другу. При этом происходит интерференция (сложение) волн в пространстве. При определенных условиях пространственное распределение звукового давления, или колебательной скорости повторится через половину длины волны звука в веществе. Зная частоту колебаний f и расстояние между соответствующими точками стоячей волны, скорость с находят из выражения: .

Рассмотрим схему простейшего интерферометра.

Излучатель излучает в сторону отражателя акустическую волну. Размеры корпуса выбираются таким образом, чтобы в нем существовала плоская волна (малая камера, измерительная труба). Распространяясь в среде волна отражается от акустически жесткого отражателя, и отраженная волна распространяется в обратном направлении. Таким образом, в среде одновременно существуют две волны, движущиеся в противоположном направлении и общее давление на расстоянии l от излучателя будет равно:

Если построить зависимость А(y)/A_i от расстояния, то можно определить длину стоячей волны, а следовательно и скорость звука. с = λ f.

2. гидрофон помещенный на глубине h в сосуд возбуждаемый вибратором действует звуковое давление р обусловленное двумя составляющими – изменением гидростатического давления и градиентом давления необходимым для ускорения частиц жидкости p = ρ ξ g + ρ ξ h

первый член в правой части имеет заметное значение от долей герца до 3-5 Гц. именно в этом диапазоне метод используется для градуировки т.к. на более высоких частотах возникают резонансные явления в измерительном сосуде и градуировка затруднительна.

Давление можно измерять путем вертикальных покачиваний гидрофона или изменением уровня воды при неподвижном гидрофоне. диапазон частот градуировки от долей герца до 1Гц. Чувствительность испытуемого гидрофона .

Билет 22

1. Существует большое число разновидностей импульсных методов измерения скорости звука.

- Методы прямого отсчета времени распространения импульса на известное расстояние.

- Методы измерения импульсов, связанные с наложением друг на друга нескольких сигналов из распространяющихся в измерительном объёме.

- иммерсионные методы, основанные на измерении критических углов в жидкостях.

- самовозбуждающиеся кольцевые схемы

2. Сравнение чувствительностей – просто осуществимый измерительный прием, требующий строгого выполнения некоторых условий. Изначальными условиями получения правильных результатов при относительной градуировке являются:

единство времени проведения измерений;

единство места размещения преобразователей в звуковом поле;

единство используемой аппаратуры при проведении измерений с испытуемым и образцовым преобразователями.

При сличении соблюдается единство времени, так как оба приемника одновременно подвергаются облучению звуком. Не соблюдается единство места измерения, следовательно, преобразователи необходимо размещать в точках с равным звуковым давлением. Должны быть учтены направленность излучателя и приемника звука и влияние отражающих поверхностей. Единство измеряемой аппаратуры не сохраняется. Структурная схема градуировки приведена на рисунке.

Пусть излучатель создает давление равное Р. Тогда на выходе электронных трактов создастся напряжение и для испытываемого и образцового приемников. При этом коэффициент передачи электронных трактов равны и соответственно. , , где и - чувствительности испытываемого и образцового трактов. Выражая Р через , , получим , [В/Па].

Билет 23

1. интерферометр для измерения поглощения представляет собой цилиндр заполненный исследуемой средой; с одной его стороны помещается пьезоэлектрический излучатель звука, а с др. подвижный отражатель, причем в процессе измерения расстояние между излучателем и отражателем меняется. Измеряется напряжение на преобразователе U2 при возбуждении генератора с внутренним сопротивлением R0 напряжением U1 и включением резонансного контура параллельно преобразователю.

, ,

2.

Билет 24

1. эти методы наиболее часто применяются для измерения поглощения в твердых телах с малыми механическими потерями. Коф поглощения находят по резонансным частотным характеристикам образца в форме цилиндра или бруска возбуждаемого на основной частоте или ее гармониках. Размеры стержня, бруска.

n – номер гармоники с скорость распространения звука в образце

при правильно поставленном эксперименте механическая добротность Q колеблющегося образца определяется только внутренними потерями а потери в креплениях и вызываемые излучением в среду малы. .

чтобы уменьшить влияние креплений на колебания испытуемого стержня его крепят в узловой плоскости.

2. Они представляют собой помещения оборудованные средствами акустической защиты от внешних шумов, вибраций и средствами поглощения звуковых волн, попадающих на внутренние поверхности помещений от источников расположенных внутри камеры. Обычно камеры строятся на отдельном фундаменте. Корпус камеры виброизолируют резиновыми пружинами и другими амортизаторами. Применяются для разведки стен и полов камер плавающей конструкции на упругих подвесках. Для установки аппаратуры в средней части устанавливают звукопрозрачную капроновую сетку. Для поглощения звуковых волн внутренние поверхности облицовываются звукопоглощающими конструкциями, которые должны с одной стороны согласовывать удельные акустическое сопротивление материала стен с плотностью среды. Проблема звукопоглощения решается применением клиновидных конструкций из минеральной ваты. Длина клиньев должна быть (2-3)λ и постепенно переходить от острия к основанию. При этом отражение оказывается малым, а звук, проходящий через клин, хорошо поглощается.

Значения собственных шумов в камере измеряются в разное время суток. Величина собственных шумов определяет минимально допустимые уровни показных сигналов, с которыми можно производить работу.

Звукопоглощающие свойства заглушенной камеры обычно оценивают по характеру изменения звукового давления в камере при удалении от источника сферической волны. Отклонение от закона изменения 1/2 на величину не более 0.5дб говорит о высоком качестве звукопоглощения, в пределах 1 ÷ 2дб - допустимые.