1、3测量前准备和换能器布放一、测量前准备 1、了解测试对象包括：形状、最大工作尺寸、声中心（或几何中心）位置、声轴方向标记位置等。2、了解测试要求包括：被测参数、测量工作频带、测量不确定度等。3、选择测试场地 4、测量辅助设备的准备包括：吊车、行车、升降装置及运输、安装等设备，还有辅助换能器。5、测量仪器的准备 6、换能器的准备二、换能器的布放 1、正确安装换能器 考虑隔振、辐射面钳位、安装支架声反射和散射以及安装在同一支架上的费和接收器之间的直接振动耦合影响。2、选择合适的布放方法主要有对称负载布放法、不对称负载布放法、不平衡负载布放法。数据记录与处理方法数据记录与处理方法4实验实验1 水听器
2、自由场电压灵敏度测量实验水听器自由场电压灵敏度测量实验JX 8104Fd0dxxdXXpUM0 xdpxdpxdpxdp0XU00U0dpxddppx0000dppd00000MddUUMXXX0000dpUM JX 8104FdddpUM000dXXpUM00000MUUMXX)(log20log2000000dBLddUULMXXMX)(log200000dBLUULMXMX00U0XUd0dxfXML0MLfXML0fHfLf实验实验2 水声发射器发送电压响应测量水声发射器发送电压响应测量8104Fd0idUUdpSX00 xdpxdpxdp00U0dp0000dpUM)(iiUIiUU
3、MdUSX0000)(log20log200000dBdLUULMiSXU00UiUd0fUXSL0MLf0fHfLfUXSL将待测水听器安装在测量回转杆上，回转杆必须通过换能器的有效声中心。发射器和接收器的间距要满足远场条件。将频率为待测水听器相应工作频率f的电信号加到辅助发射器上，且保持其发射声场恒定不变。转动待测水听器，记下各个方向上水听器的输出电压。如果用自动记录仪，转动时不能太快。手动时，要注意角度误差和极值位置(如果回转系统有回差,要朝一个方向转)。接收指向性图测量接收指向性图测量实验实验3 水声换能器指向性图测量水声换能器指向性图测量JXFd0 xdpxdpxdp00U0dp将待
4、测发射换能器安装在测量回转杆上，水听将待测发射换能器安装在测量回转杆上，水听器置于待测发射换能器声轴方向的远场。将频器置于待测发射换能器声轴方向的远场。将频率为待测发射换能器谐振频率率为待测发射换能器谐振频率f的电信号加到待的电信号加到待测发射换能器上，且保持加到换能器上电流测发射换能器上，且保持加到换能器上电流(或或电压电压)恒定恒定(即保持发射声场稳定不变即保持发射声场稳定不变)。转动待。转动待测换能器，记下发射换能器不同方位上水听器测换能器，记下发射换能器不同方位上水听器输出电压值。输出电压值。发射指向性图的测量发射指向性图的测量8104Fd0 xdpxdpxdp00U0dp 首先对所测
5、数据进行归一化处理。将归一化的数据绘首先对所测数据进行归一化处理。将归一化的数据绘制成图。指向性图可用极坐标形式，也可用直角坐标形制成图。指向性图可用极坐标形式，也可用直角坐标形式。由于指向性是频率和空间的函数式。由于指向性是频率和空间的函数,因此，所测指向性因此，所测指向性图要指明频率和定向平面。图要指明频率和定向平面。若辐射面是以声轴为旋转轴中心对称的，如圆平面若辐射面是以声轴为旋转轴中心对称的，如圆平面形，则其指向性图也是以声轴为旋转轴中心对称的，因形，则其指向性图也是以声轴为旋转轴中心对称的，因此只须给出任一通过声轴定向平面的指向性图即可。对此只须给出任一通过声轴定向平面的指向性图即可
6、。对非空间对称，则须给出能反映其空间指向性响应的多个非空间对称，则须给出能反映其空间指向性响应的多个定向平面的指向性图。对常用的矩形辐射面换能器，则定向平面的指向性图。对常用的矩形辐射面换能器，则须给出通过声轴且分别平行相邻两边的两定向平面的指须给出通过声轴且分别平行相邻两边的两定向平面的指向性图。向性图。指向性响应通常用波束宽度及旁瓣级来描述。指向性响应通常用波束宽度及旁瓣级来描述。结果表示结果表示0Ufmax00log20UUdB0001800900270dB0dB10dB32dB20dB102波束宽度、旁瓣级波束宽度、旁瓣级 2713 2610 1617 1027 6502 JX 810
7、44440Fdd外触发信号功放输出监测信号功放输出信号脉冲输出信号正弦输出信号实验实验4 水声换能器电阻抗特性测量（小信号激励下）水声换能器电阻抗特性测量（小信号激励下）目的：目的：1、为换能器同发射机或接收设备连接提供阻抗匹配数据；、为换能器同发射机或接收设备连接提供阻抗匹配数据；2、用于计算换能器的电声效率和根据电流计算其驱动电压；、用于计算换能器的电声效率和根据电流计算其驱动电压；3、利用测得的阻抗或导纳曲线分析换能器的机械振动特性和声、利用测得的阻抗或导纳曲线分析换能器的机械振动特性和声辐射特性；辐射特性；4、通过换能器阻抗测量研究声纳基阵中各基元间的互辐射影响。、通过换能器阻抗测量研
8、究声纳基阵中各基元间的互辐射影响。测量方法：测量方法：小信号激励下换能器的等效电阻抗（或电导纳）主要采用阻抗小信号激励下换能器的等效电阻抗（或电导纳）主要采用阻抗分析仪直接测量。测量时把小信号加到换能器上，同时由阻抗分析分析仪直接测量。测量时把小信号加到换能器上，同时由阻抗分析仪测量激励电压与激励电流的复数比，从而直接给出测量结果。仪测量激励电压与激励电流的复数比，从而直接给出测量结果。测量原理：测量原理：换能器放入自由声场中，在换能器两端加激励电压换能器放入自由声场中，在换能器两端加激励电压 ，相应，相应流过换能器的电流是流过换能器的电流是 ，它们之间的相位是，它们之间的相位是 ，这样有：，
9、这样有：FUFIFTTjFFTjBGeUIYFTTjFFTjXReIUZF其中：FFFTUIGcosFFFTUIBsinFFFTIURcosFFFTIUXsin数据处理 1、将频率、电阻和电抗（或电导和电纳）、阻抗模和幅角等项列成表格表示。、将频率、电阻和电抗（或电导和电纳）、阻抗模和幅角等项列成表格表示。2、在以频率为横坐标，电阻和电抗（或电导和电纳）为纵坐标的直角坐、在以频率为横坐标，电阻和电抗（或电导和电纳）为纵坐标的直角坐标图中，分别画出电阻和电抗（或电导和电纳）随频率变化的曲线标图中，分别画出电阻和电抗（或电导和电纳）随频率变化的曲线。fBG,NMMN损耗线ABGT总电导CBG0静电
10、导ACGd动电导 半功率带宽 机械品质因数CBADFE12fffffQm00f1f2f3、以频率为参变量，在直角坐标上，画阻抗或导纳圆图。谐振频率与带宽、以频率为参变量，在直角坐标上，画阻抗或导纳圆图。谐振频率与带宽 f参变量BG0f1f2f适用于单谐振换能器水下目标特性测量水下目标特性测量 定义定义 分类分类 舰船和鱼雷的辐射噪声测量舰船和鱼雷的辐射噪声测量 水下目标特性测量是指对水下目标的声特性进行测量。水下目标是指水面舰、潜艇、鱼雷、水雷等。1、定义2、分类：水下目标特性测量分为：舰船（水面舰及潜艇）的辐射噪声测量；舰船的自噪声测量；鱼雷的辐射噪声测量；水下目标的目标强度测量；舰船的回声
11、特性测量；舰船辐射噪声的水下机动测量等。2、分类(1)将舰船和鱼雷作为一个点源时辐射噪声的测量将舰船和鱼雷作为一个点源时辐射噪声的测量 接收系统：单个接收器或单个声基阵接收系统：单个接收器或单个声基阵 3、舰船和鱼雷的辐射噪声测量 水平指向性测量水平指向性测量浮子 电缆 测量船 水听器 舰船或鱼雷垂直指向性 声阵浮子 电缆 测量船 水听器 舰船或鱼雷（2）舰船辐射噪声空间结构的测量）舰船辐射噪声空间结构的测量用垂直线阵测量潜艇的辐射噪声用垂直线阵测量潜艇的辐射噪声浮子 电缆 测量船 水听器阵潜艇用两条垂直线阵和一条海底布放线阵围成测量区，潜艇通过测量区时的辐射噪声测量浮子 电缆 测量船 水听器阵潜艇电缆 水听器阵
