實驗名稱：換能器基陣的聲學性能測試

研究方向：水聲測量

實驗目的：基于水聲換能器的電學以及聲學特性參數(shù)的測試，利用互易法進行自動檢測重點研究了并且通過利用單頻點檢測指向性的基礎理論，來研究利用多頻點同時檢測指向性的自動測試方式。

測試設備：ATA-4012B高壓功率放大器，信號發(fā)生器，試件，示波器。

實驗過程：計算機和信號源、陰極射線示波器以及回轉系統(tǒng)之間建立連接，通過計算機來完成控制。信號源為整個系統(tǒng)提供輸入，即提供驅(qū)動信號，但是因為其輸出的信號通常都比較小，達不到直接驅(qū)動換能器工作的條件,因此要先利用功率放大器將其所產(chǎn)生的信號放大至足以驅(qū)動換能器的程度;水聽器是在水下接收由發(fā)射換能器發(fā)出的，并且在水中進行傳播后的信號以及可能由于反射在水中與其他物體碰撞所產(chǎn)生反射噪聲信號,通常需要對這一部分信號進行處理，去除影響測量結果的噪聲，而且一般來說這種信號都比較小，不便于后期進行測量處理，因此還需要對其進行放大信號，綜合考慮采用濾波放大器即可完成。在進行測量指向性時，為了使得發(fā)射換能器進行角度的掃面，因此使用回轉系統(tǒng)帶動換能器轉動，以利于達到測量不同方向的目的。在進行互易法自動測量時為了保證互易性，進行兩兩之間的測試，使用開關模塊用于自動切換換能器的開關狀態(tài)。

圖：實驗原理圖

本測試系統(tǒng)中所用到的儀器主要包含信號器、陰極射線示波器、功率放大器、濾波放大器和控制轉臺的回轉系統(tǒng)，該回轉系統(tǒng)主要測量換能器的指向性，用于改變水聲換能器在水下的發(fā)射角度，該回轉系統(tǒng)常被用于在水聲測量中使用。

實驗結果：

第一步的過程如下：接通RO和L1，驅(qū)動發(fā)射換能器發(fā)射聲信號，接通R1和L5，在示波器通道一上顯示出水聽器接收信號，這樣就可以在示波器通道一和通道三上得到FJ換能器對之間的電(U)和由電壓轉換而來的電流(I)數(shù)值。

圖：第一步FJ換能器對

第二步的過程如下：斷開R1和L5，連通R2和L3，在示波器通道二上顯示互易換能器接收信號，這樣就可以在示波器通道二和通道三上得到FH換能器對之間的電壓(U)和由電壓轉換而來的電流(I)數(shù)值。

圖：第二步FH換能器對

第三步的過程如下：斷開R2和L3，斷開RO和L1，連通RO和L3連通R1和L5，驅(qū)動互易換能器發(fā)射聲信號，這樣就可以在示波器通道一和通道三上得到HJ換能器對之間的電壓(U)和由電壓轉換而來的電流()。然后利用公式(2-18)得出水聽器靈敏度級。

圖：第三步HJ換能器對

互易法自動測量靈敏度的軟件檢測流程，與其他參數(shù)測量過程基本相同。先設定好相應的所需參數(shù)，手動選擇測量區(qū)域，由起始頻率開始進行循環(huán)測量，每次的測量過程都按照發(fā)送信號、設置范圍、讀取電壓/電流、計算靈敏度、繪圖、改變頻率這一流程重復執(zhí)行，直到達到終止頻率，完成所有測量。

圖：最終實驗結果

選擇該功率放大器的原因：電壓精準度高、帶寬高、輸出波形好、操作簡單、調(diào)節(jié)方便。

圖：ATA-4012B高壓功率放大器指標參數(shù)

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