JJG 1017-2007 1 kHz～1 MHz标准水听器

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG1017—2007

1kHz~1MHz标准水听器

StandardHdrohonesintheFreuencRane

ypqyg

ㅤㅤㅤㅤ

1kHzto1MHz

2007-02-28发布2007-05-28实施

国家质量监督检验检疫总局发布

—

JJG10172007

1kHz~1MHz标准水听器

检定规程췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

췍

—

VerificationReulationofStandard췍췍JJG10172007췍췍

g췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

HdrohonesintheFreuencRane

ypqyg

1kHzto1MHz

,

本规程经国家质量监督检验检疫总局年月日批准并自

2007228

年月日起施行。

2007528

ㅤㅤㅤㅤ

—

JJG10172007

目录

范围……………………()

11

引用文献………………()

21

术语和计量单位………………………()

31

互易换能器的电端…………………()

3.11

换能器对的电转移阻抗……………()

3.21

电转移阻抗模………………………()

3.32

水听器的开路电压…………………()

3.42

参考中心……………()

3.52

概述……………………()

42

计量性能要求…………()

52

[][]()

5.1自由场电压灵敏度级……………………2

自由场灵敏度级频率响应…………()

5.22

通用技术要求…………()

62

外观结构……………()

6.12

工作适应性…………()

6.22

ㅤㅤㅤㅤ()

6.3工作正常性…………3

标志和出厂校准资料………………()

6.43

计量器具控制…………()

73

检定条件……………()

7.13

检定项目……………()

7.24

检定方法……………()

7.35

检定结果的处理……………………()

7.410

检定周期……………()

7.510

附录脉冲声校准技术………………()

A11

附录互易法检定条件的验证………()

B13

附录电负载修正……………………()

C15

附录检定证书和检定结果通知书的内页格式……()

D16

附录测量不确定度评定实例………()

E18

—

JJG10172007

1kHz~1MHz标准水听器检定规程

本规程参考采用国际电工委员会:《水声水听器

IEC60565Ed.220060.01Hz~

》。

1MHz频率范围的校准中的自由场互易法校准

1范围

、

本规程适用于频率在1kHz~1MHz范围内标准水听器的首次检定后续检定和使

。。

用中检验该频率范围内标准发射器发送电流响应级的校准也可参照执行

2引用文献

本规程引用下列文献:

/—《声学的量和单位》

GBT3102.71993

/—《声学水声换能器自由场校准方法》

GBT32231994

/—《声学名词术语》

GBT39471996

/—《声学标准水听器》

GBT41281995

—《中频一级标准水听器检定规程》

GJB17271993

—《通用计量术语及定义》

JJF10011998

—《声学计量名词术语及定义》

JJF10342005

ㅤㅤㅤㅤ

—《测量不确定度评定和表示》

JJF10591999

:,Underwateracousticshdrohonescalibrationinthefreuenc

IEC60565Ed.22006-yp-qy

rane0.01Hzto1MHz

g

,。

使用本规程时应注意使用上述引用文献的现行有效版本

3术语和计量单位

本规程采用/—、—、—中有关的术语和定义。

GBT39471996JJF10011998JJF10342005

本规程采用/—中规定的量和单位。

GBT3102.71993

,,、、。

在本规程中若不加以说明则所有的电压电流声压均指有效值

互易换能器的电端()

3.1electricalterminalsofarecirocaltransducer

p

用作水听器时测量其开路电压的电端和用作发射器时测量其发射电流的电端。

:,“”,“”。

注如果换能器浸在水中则与水之间阻抗最低的电端被称为低端另一端被称为高端

换能器对的电转移阻抗()

3.2electricaltransferimedanceofatransducerair

pp

,,

当发射器和水听器置于自由声场中其主轴成一直线并互相对准时水听器两端的

开路瞬时电压与通过发射器的瞬时电流的复数比。

:,。

单位欧姆Ω

注:

1.电转移阻抗是复数。

、,,

2.由于电转移阻抗与声场条件发射器和水听器的电负载有关因此相关条件连同电压和电

流的测量端都应该指出。

1

—

JJG10172007

电转移阻抗模()

3.3electricaltransferimedancemanitude

pg

换能器对的电转移阻抗幅值。

:,。

单位欧姆Ω

水听器的开路电压()

3.4oencircuitvoltaeathdrohone

p-gyp

,。

当水听器输出端没有电流通过时在该端呈现的电压

:[],。

单位伏特V

参考中心()

3.5referencecentre

。

换能器的声接收灵敏度所定义的在换能器上或附近的某个点建议选择换能器工作

。,

面的中心或附近的某点作为参考中心它通常是换能器的几何中心例如球形压电陶瓷

换能器的球心。

4概述

,

标准水听器用于检定测量水听器和测量水中声压它由压电或其他灵敏元件及相应

,。

结构组成在声波作用下能产生与作用声压成正比的开路电压值

5计量性能要求

[][]

5.1自由场电压灵敏度级

,(

在100kHz以下频率使用的标准水听器自由场灵敏度级应不低于-215dB基准

:/);ㅤㅤㅤㅤ,

值在00kHz~1MHz频率范围内使用的标准水听器自由场灵敏度级应

1VPa1

μ

不低于-250dB。

注:

1.自由场灵敏度是指灵敏度频响曲线平坦部分的平均值。

2.此处灵敏度均为开路电压灵敏度。

5.2自由场灵敏度级频率响应

,

在100kHz以下频率使用的标准水听器自由场灵敏度级的起伏应不超过

;,

±3.0dB在100kHz~1MHz频率范围内使用的标准水听器自由场灵敏度级的起伏

应不超过±4.0dB。

6通用技术要求

6.1外观结构

6.1.1标准水听器的参考中心位置与校准方向应有明显标志。

、。

6.1.2标准水听器与水接触的表面应是光滑的非多孔性的和能被水浸润的

6.2工作适应性

标准水听器的特性和构造应适合于在水温()、水深()的环境

6.2.15~30℃0~10m

条件下进行测量。

,

6.2.2标准水听器使用的材料和结构应具有长期稳定性水听器暴露于水中的所有部

件均应采用耐腐蚀的材料制作。

,

6.2.3高阻抗的敏感元件应进行静电屏蔽静电屏蔽和标准水听器暴露于水中的金属

2

—

JJG10172007

外壳应与电缆的屏蔽线连接。

6.3工作正常性

,,

6.3.1对不带前置放大器的标准水听器频率低于100kHz时在电端测得的绝缘电

();,

阻应大于100MΩ测试电压100V频率高于100kHz时绝缘电阻应大于100kΩ

()。

测试电压100V在电端测得的电容值与使用说明书中提供的数值相差应不超过

±20%。

,,

6.3.2对带前置放大器的标准水听器当有振动信号作用到水听器敏感元件时电端

应有相应的电压输出。

,

6.3.3测量时所用夹具对标准水听器的灵敏度有影响则标准水听器检定用夹具应与

实际使用时相一致。

6.4标志和出厂校准资料

6.4.1标准水听器应具有以下清晰而耐久的标志:

()制造商的名称:

1

()产品的型号;

2

()产品的序列号。

3

。

6.4.2每只标准水听器应附有相应的出厂校准资料出厂校准资料应包括标准水听器

、、。

的声压灵敏度级频率响应数据或曲线信号线地线和屏蔽线的定义带前置放大器的

,;,

标准水听器还应有供电线的标记并说明供电电压值不带前置放大器的标准水听器

使用时电缆长度应与检定时相一致。ㅤㅤㅤㅤ

,,

6.4.3不需要进行调节的部件应采用密封或标记的方法加以保护以免影响标准水

听器的性能。

7计量器具控制

、。

计量器具控制包括首次检定后续检定和使用中的检验

7.1检定条件

7.1.1检定环境条件

室温:10℃~30℃;

湿度:30%~90%;

水温:5℃~30℃。

7.1.2检定用设备

、。,

检定用设备包括检定水域辅助换能器和电子仪器等其中电流取样器和波形采

,、。

集仪为计量标准器其他电子仪器辅助换能器和检定水域等为配套用设备

7.1.2.1计量标准器

():,,

1电流取样器可以是电流变换器也可以是小阻值的精密电阻其准确度应优

于±1%。

()波形采集仪:/变换位数不低于,采样频率至少比信号频率高倍。

2AD8bit4

7.1.2.2配套用设备

()检定水域和信号

1

3

—

JJG10172007

1)发射换能器和水听器之间的距离

,

发射换能器和水听器参考中心之间的距离应足够大使水听器处于发射换能器的远

,()。

场中两者之间的距离应满足公式1的要求

22

aa

1+2

,,()

ddada1

≥>1>2

λ

式中:———发射换能器与水听器参考中心间距离,;

dm

———发射换能器敏感元件的最大尺寸,;

am

1

———水听器敏感元件的最大尺寸,;

am

2

———检定频率对应的水中声波波长,。

λm

),。

2检定用信号可以是连续正弦信号也可以是脉冲调制正弦信号

),,,

3当用连续正弦信号时为了得到自由场检定应在消声水池或开阔水域中进行

,

并应在检定之前检验换能器和水听器放置区域内声传播衰减其值与理想自由场的偏差

应不超过±0.5dB。

),、

4当用脉冲调制正弦信号检定时可在消声水池非消声水池或其他有限空间的

,()、()、()、()、

水域中进行但脉冲宽度必须满足附录中公式

AA.1A.2A.3A.4

()、()()。

A.5A.6和A.7的要求

),,

5当用脉冲调制正弦信号检定时为了减小混响声对直达声的影响脉冲的重复

周期应满足附录中公式()的要求。

AA.8

()辅助换能器

2

ㅤㅤㅤㅤ

。,

对发射换能器和互易换能器应作非线性检查当频率小于100kHz时非线性应不

;,。

超过±0.2dB当频率大于或等于100kHz时非线性应不超过±0.5dB

。,

对互易换能器应作互易性检查当频率小于100kHz时非互易性应不超过

;,。

±0.5dB当频率大于或等于100kHz时非互易性应不超过±1.0dB

()电子仪器

3

):/,;

1信号源频率稳定度应优于±0.02%h频率示值误差不超过±0.02%最大

,。

输出电压不低于1V峰值电压示值误差不超过±1%

):,

2测量放大器输入阻抗应比水听器阻抗至少高100倍增益误差不超过

±0.1dB。

):。

3电子开关两通道间的串扰应小于-80dB

):,()

4功率放大器输出阻抗与发射换能器阻抗相匹配输出波形失真THD+N

不大于2%。

)://,,

滤波器或倍频程滤波器或者频带宽度任意可调的带通滤波器衰减

51311

斜度不低于48dB/倍频程。

):,。

6兆欧表测试电压100V绝缘电阻测量最大允许误差±10%

):,。

7电容表电容值测量范围不小于100F电容测量最大允许误差±5%

μ

):。

8计算机带仪器控制接口

7.2检定项目

、。

标准水听器的首次检定后续检定和使用中检验项目见表1

4

—

JJG10172007

、

表标准水听器的首次检定后续检定和使用中检验项目一览表

1

项目首次检定后续检定使用中检验

外观检查+++

绝缘电阻+++

电容+++

[]

自由场灵敏度级+++

自由场灵敏度级频率响应++-

注:

,。

1.标准水听器带前置放大器时不检定水听器的绝缘电阻和电容

“”表示需检项目,“”表示不需检项目。

2.+-

7.3检定方法

7.3.1外观检查

,、、

标准水听器应具有清晰的标志包括制造商的名称产品的型号产品的序列号

。,。

等外观应完好无影响正常工作的机械损伤等

出厂校准资料应符合6.4.2的要求。

7.3.2绝缘电阻

,,

标准水听器不带前置放大器时将标准水听器的敏感元件部分置于水中标准水听

,。

器的电缆末端接到兆欧表两端测得的绝缘电阻值应符合的要求

ㅤㅤㅤㅤ

6.3.1

7.3.3电容

,,

标准水听器不带前置放大器时标准水听器的电缆末端接到电容表两端测得的电

容值应符合6.3.1的要求。

[]

7.3.4自由场灵敏度级

、:。

首次检定后续检定采用自由场互易法进行检定

:())。

使用中检验按的中的实施

7.3.4.344

7.3.4.1检定原理

:、

应用自由场互易法检定时须应用三个换能器发射换能器F互易换能器和水听

H

器J。检定方法原理图见图1。测量分三步进行:

第一步如图():,接收声波,与的参

1a所示在自由场条件下发射声波HFH

F

考中心相距,测量的开路电压与的发射电流,与的电转移阻抗模

dHUFIFH

FHFHF

按公式()计算。

2

UFH

Z()

FH=2

I

F

式中:Z———与的电转移阻抗模,;

FHFHΩ

———发射时的开路电压值,;

UFHFHV

I———的发射电流值,。

FFA

():,,

第二步如图所示在自由场条件下发射声波接收声波与的参考

1bFJFJ

中心相距,测量的开路电压与的发射电流,与的电转移阻抗模按公

dJUFIFJ

FJFJF

5

—