JJG 1175-2021 200 Hz~5 kHz标准水听器(复数移动权值平均法)-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G1 1 7 52 0 2 12 0 0H z 5k H z标准水听器(复数移动权值平均法)S t a n d a r dH y d r o p h o n e s i n2 0 0H z t o5k H z(C o m p l e xM o v i n gW e i g h t e dA v e r a g i n gM e t h o d)2 0 2 1-0 7-2 8发布2 0 2 2-0 1-2 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布2 0 0H z 5k H z标准水听器(复数移动权值平均法)检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fS t a n d a r dH y d r o p h o n e si n2 0 0H z t o5k H z(C o m p l e xM o v i n gW e i g h t e dA v e r a g i n gM e t h o d)J J G1 1 7 52 0 2 1 归 口 单 位:全国声学计量技术委员会 主要起草单位:中国船舶重工集团公司第七一五研究所中国科学院声学研究所 参加起草单位:中船重工海声科技有限公司 本规程委托全国声学计量技术委员会负责解释J J G1 1 7 52 0 2 1本规程主要起草人:平自红(中国船舶重工集团公司第七一五研究所)赵 涵(中国船舶重工集团公司第七一五研究所)莫喜平(中国科学院声学研究所)参加起草人:贾广慧(中国船舶重工集团公司第七一五研究所)宋树平(中船重工海声科技有限公司)J J G1 1 7 52 0 2 1目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)4 概述(2)5 计量性能要求(2)5.1 自由场灵敏度级(2)5.2 自由场灵敏度级频率响应(2)6 通用技术要求(2)6.1 外观(2)6.2 标志和出厂说明书(2)6.3 工作正常性(2)7 计量器具控制(2)7.1 检定条件(2)7.2 检定项目和检定方法(3)7.3 检定结果的处理(1 0)7.4 检定周期(1 0)附录A 检定证书和检定结果通知书的内页格式(1 1)附录B 复数移动权值平均法(CMWA法)(1 3)J J G1 1 7 52 0 2 1引 言J J F1 0 0 22 0 1 0 国家计量检定规程编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规程制定工作的基础性系列规范。本规程检定方法参考了G B/T3 2 2 31 9 9 4 声学 水声换能器自由场校准方法规定的自由场校准方法。本规程依据J J F1 0 0 22 0 1 0 国家计量检定规程编写规则所给出的规则编制,并按照J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示的要求评定和表示测量不确定度。与G B/T3 2 2 31 9 9 4和J J G1 0 1 72 0 0 7相比,主要技术差异如下:在相同的声场条件下,将检定频率下限从1k H z向下拓展到2 0 0H z;增加了基于复数移动权值平均法检定水听器自由场灵敏度的内容。本规程为首次发布。J J G1 1 7 52 0 2 12 0 0H z 5k H z标准水听器(复数移动权值平均法)检定规程1 范围本规程适用于2 0 0H z 5k H z频率范围内使用的标准水听器(采用复数移动权值平均法)的首次检定、后续检定和使用中检查。2 引用文件本规程引用了下列文件:J J G4 4 92 0 1 4 倍频程和分数倍频程滤波器J J G1 0 1 72 0 0 7 1k H z 1MH z标准水听器J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义J J F1 0 3 4 声学计量术语及定义G B/T3 1 0 2.7 声学的量和单位G B/T3 2 2 31 9 9 4 声学 水声换能器自由场校准方法G B/T3 9 4 7 声学名词术语凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3 术语和计量单位本规程采用J J F1 0 0 1、J J F1 0 3 4和G B/T3 9 4 7中有关的术语和定义。本规程采用G B/T3 1 0 2.7中规定的量和单位。3.1 复数移动权值平均法 c o m p l e xm o v i n gw e i g h t e da v e r a g i n g(CMWA)m e t h o d将发射换能器-水池-接收水听器作为一个系统,以复数线性扫频信号激励发射换能器,利用权值平均对系统的转移阻抗进行分析的方法。注:在分析转移阻抗过程中,依据声波在不同路径传播延时特性设计分析带宽,对所得转移阻抗函数在不同带宽内做多次的权值平均处理来降低反射信号影响,从而实现在低频条件下获得直达声信号。3.2 自由场 声压灵敏度 f r e e-f i e l ds o u n dp r e s s u r es e n s i t i v i t yM水听器输出端的开路电压与在自由场声场中引入水听器前存在于其声中心位置处的瞬时电压的复数比值。注:单位为V/P a。3.3 自由场 声压灵敏度级 f r e e-f i e l ds o u n dp r e s s u r es e n s i t i v i t y l e v e lM自由场灵敏度的量值与基准灵敏度之比以1 0为底的对数乘以2 0。注:单位为d B,基准值为1V/P a。1J J G1 1 7 52 0 2 14 概述标准水听器利用压电原理,在声波作用下能产生与作用声压值成正比的开路电压值;一般由压电或其他灵敏元件相应结构组成;主要用于检定测量水听器和测量水中声压。5 计量性能要求5.1 自由场灵敏度级在2 0 0H z5k H z频 率 范 围 内,标 准 水 听 器 的 自 由 场 灵 敏 度 级 应 不 低 于-2 1 5.0d B。5.2 自由场灵敏度级频率响应在2 0 0H z 5k H z频率范围内,标准水听器的自由场灵敏度级频率响应的起伏应不超过3.0d B。6 通用技术要求6.1 外观6.1.1 标准水听器外观应完好,无影响正常工作的机械损伤等情况;其与水接触的表面应是光滑、非多孔性和能被水浸润的。6.1.2 标准水听器的参考中心位置与检定方向应有明显标记。6.2 标志和出厂说明书6.2.1 标准水听器应具有制造商的名称、产品型号和产品序列号等清晰且耐久的标志。6.2.2 标准水听器应附有出厂说明书。说明书应包括标准水听器灵敏度级频率响应以及信号线、地线和屏蔽线的说明。带前置放大器的标准水听器还应有供电线的接线标记,并说明供电电压值;不带前置放大器的标准水听器还应有标称的输出端电容值。6.3 工作正常性6.3.1 不带前置放大器的标准水听器在电缆端测得的绝缘电阻不应小于1 0 0M(测试电压1 0 0V),测得的电容值与标称值相差不应超过2 0%。6.3.2 带前置放大器的标准水听器当有振动信号作用到标准水听器敏感元件时,电缆端应有相应的电压输出。7 计量器具控制计量器具控制可包括首次检定、后续检定和使用中的检查。7.1 检定条件7.1.1 环境条件a)环境温度:53 5;b)媒介温度:53 5;2J J G1 1 7 52 0 2 1c)相对湿度:不大于9 0%。7.1.2 计量器具及主要配套设备7.1.2.1 标准水听器自由场灵敏度级应不小于-2 1 5.0d B,测量不确定度应不大于0.7d B(k=2)。7.1.2.2 信号源在2 0 0H z 5k H z频率范围内,能产生脉冲调制线性扫频正弦信号,信号输出的相位可调,相偏最大允许误差不应超过0.1,调相失真应不大于1%,相对频率偏差应不超过0.0 0 1%。7.1.2.3 测量放大器在2 0 0 H z5k H z频率范围内,输入阻抗不应低于1 M,动态范围不应小于6 0d B,增益误差不超过0.3d B。7.1.2.4 数字示波器输入通道不少于2通道,垂直偏转系数的最大允许误差不应超过2%。7.1.2.5 滤波器满足J J G4 4 92 0 1 4对级滤波器的要求。7.1.2.6 功率放大器在2 0 0H z 5k H z频率范围内,输出阻抗与发射换能器阻抗相匹配,最大输出功率不应小于1 0 0W,输出信号的总失真应不大于2%。7.1.2.7 电流取样器在2 0 0H z 5k H z频率范围内,电流取样的最大允许误差优于2%。7.1.2.8 绝缘电阻表试验电压1 0 0V,绝缘电阻测量最大允许误差优于1 0%。7.1.2.9 电容表电容值测量范围上限不小于1 0 0F,电容测量最大允许误差优于5%。7.1.2.1 0 卷尺量程不应小于5m,等级不低于级。7.1.2.1 1 检定声场检定声场要求所用水域的最小尺度应不小于8m。7.1.2.1 2 辅助换能器在2 0 0H z 5k H z频率范围内,辅助发射换能器的声源级应不小于1 6 0d B;发射换能器和互易换能器的非线性应不超过0.2d B;互易换能器的非互易性应不超过0.3d B。7.2 检定项目和检定方法7.2.1 检定项目水听器的首次检定、后续检定和使用中检查项目见表1。3J J G1 1 7 52 0 2 1表1 检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查自由场灵敏度级+自由场灵敏度级频率响应+-注:“+”表示需检定项目,“-”表示不需检定项目。7.2.2 检定方法复数移动权值平均法见附录B。根据检定场所的不同,一般建议非消声水池应不少于5次反射波,消声水池可以适当减少分析的反射波次数。7.2.2.1 自由场灵敏度级7.2.2.1.1 自由场互易法a)检定方法自由场互易法检定应用三个换能器:辅助换能器P、互易换能器T和被检标准水听器H。其中,辅助换能器P只作发射声波使用,被检标准水听器H只作接收声波使用,互易换能器T既作发射使用又作接收使用,并且要满足线性、无源、可逆的条件。互易法检定原理如图1所示,测量过程分三步进行。a)P与T组合测量b)P与H组合测量c)T与H组合测量图1 互易法检定原理图 第一步,辅助换能器P与互易换能器T组合测量,两者声中心之间的距离为dP T,满足球面波场扩散条件。以电流IP激励P发射声波,T接收声波产生开路电压UP T,得到:UP TIP=ZP T=SPMTdP T(1)式中:ZP T 辅助换能器P与互易换能器T组合下的电转移阻抗,;SP 辅助换能器P的以1m为参考距离的发送电流响应,P am/A;MT 互易换能器T的自由场电压灵敏度,V/P a。4J J G1 1 7 52 0 2 1第二步,辅助换能器P与接收水听器H组合测量。同样,可得到:UPHIP=ZP H=SPMHdPH(2)式中:ZP H 辅助换能器P与水听器H组合下的电转移阻抗,;MH 标准水听器H的自由场电压灵敏度,V/P a;dP H 换能器P与被检标准水听器H的参考声中心之间的距离,m;IP 换能器P的激励电流,A;UP H 标准水听器H的开路输出电压,V。第三步,互易换能器T与标准水听器H组合测量。同样,可得到:UTHIT=ZTH=STMHdTH(3)式中:ZTH 互易换能器T与水听器H组合下的复数电转移阻抗,;ST 互易换能器T的以1m为参考距离的发送电流响应,P am/A;dTH 互易换能器T与标准水听器H的参考声中心之间的距离,m;IT 互易换能器T的激励电流,A;UTH 标准水听器H的开路输出电压,V。联立公式(1)与公式(3),可得ZPHZP T=MHdP TMTdPH(4)求得ZTH=MTMHdTHJS(5)式中:JS 球面波互易常数。根据球面波声场特性,求得JS=2d c(6)式中:介质的密度,k g/m3;声波在水中的波长,m;c 声波在水中的声速,m/s;d 互易换能器T与发出球面波的源点之间的距离,m。在这里ST的参考距离为1m,所以它的表达式可简化为:JS=2f(7)式中:f 工作频率,H z。5J J G1 1 7 52 0 2 1联立公式(2)与公式(3),求得标准水听器H和互易换能器T的自由场灵敏度MH和MT为:MH=ZPHZTHZP TdP HdTHdP TJS(8)MT=ZP TZTHZPHdP TdTHdPHJS(9)则标准水听器H的自由场灵敏度级MH为:MH=1 0 l gZPHZTHZP TdPHdTHdP TJS (1 0)公式(1 0)可以简化为:MH=1 0 l gZPH+1 0 l gZTH+1 0 l gdP T+1 0 l gdTH-1 0 l gZP T-1 0 l gdPH-1 2 0+JS(1 1)式中:JS 球面波互易常数的分贝表示。在互易检定中,使检定支架中dTH=dP T=d0,dPH=dTH+dP T,并使IP=IP,则公式(1 1)可以简化为:MH=1 0 l gZP H+1 0 l gZTH-1 0 l gZP T+1 0 l gd02+JS-1 2 0(1 2)b)检定装置水听器自由场灵敏度CMWA法互易检定装置组成如图2所示,该装置由发射换能器、被检标准水听器、互易换能器、CMWA模块和电子设备组成。电子测量设备由信号源、功率放大器、电流取样器、滤波器、数字示波器和计算机组成。c)检定前的准备1)被检标准水听器的外观应符合6.1的要求,标志和说明书应符合6.2的要求,工作正常性应符合6.3的要求。2)测量并记录被检标准水听器的电缆长度。3)用无腐蚀作用的洗涤剂擦洗被检定标准水听器和互易换能器的表面,在水中浸泡至少1h;对于不带前置放大器的被检标准水听器,用电容表测量输出端的电容值,用绝缘电阻表测量输出端的绝缘电阻值,并记录。d)检定步骤1)按照被检标准水听器的安装要求,将其固定于坐标回转装置上,将发射换能器、互易换能器和被检标准水听器放置在水下同一深度,并测量发射换能器和被检标准水听器之间的距离dPH、发射换能器和互易换能器之间的距离dP T;2)按照图1所示连接各仪器设备、发射换能器、互易换能器及被检标准水听器;3)开启所有检定用仪器设备,并预热1 5m i n以上;4)在工作状态下,通过对发射换能器的激励和停止,测量互易换能器和被检标准水听器开路输出电压的信噪比,其值应不小于2 0d B;6J J G1 1 7 52 0 2 1图2 水听器自由场灵敏度CMWA法互易检定装置组成框图 5)调整信号源的输出电压幅度和功率放大器的增益,使被检标准水听器的开路电压在检定工作频率范围内不发生失真;6)通过坐标回转装置调节被检标准水听器方向至标注方向,使被检标准水听器的输出值为最大;7)操作计算机,打开系统测量程序界面,根据被检频率,设定好线性扫频信号的起始频率、截止频率、扫频速度、正弦信号形式、信号幅度等参数;8)调整功率放大器的输出功率至合适值,使加载在发射换能器两端的发射电压与电流不过载;9)测量发射换能器的发送电流和接收水听器的接收开路电压;1 0)改变信号形式,将步骤7)中的信号改为余弦信号,重复测量步骤7)9);1 1)把两次测得的发射信号与接收信号分别按照c o s+i s i n形式合成复数信号;1 2)按照公式(1 3)计算发射换能器与接收水听器对的电转移阻抗Z:Z=U0UICI(1 3)式中:CI 电流取样器的灵敏度,V/A;U0 水听器开路输出电压,V;UI 电流取样器输出电压,V。7J J G1 1 7 52 0 2 11 3)按照图1所示进行三只换能器组合,每次组合重复执行步骤1)1 2),测得被检频率下的三组换能器对的复数转移阻抗,存储数据;1 4)对三组数据,按CMWA法(见附录B)分别进行数据处理得到三组复数转移阻抗,并代入公式(1 1)计算得到被检标准水听器自由场灵敏度级MH。7.2.2.1.2 自由场比较法a)检定方法将辅助发射换能器F、标准水听器P及被检水听器X按图3所示的排列放入自由场中,分别测量发射换能器与标准水听器对(F-P)时分别对应的发送电流IF与接收水听器的开路电压UF P以及发射换能器与接收水听器对(F-X)工作时的发射发送电流IF和被检水听器开路电压UF X。图3 水听器自由场灵敏度比较法检定原理图 则被检水听器的自由场灵敏度MX按公式(1 4)计算。MX=M0ZF XZF PdF XdF P=M0UF XI FIFUF PdF XdF P(1 4)式中:ZF X 发射换能器F和被检水听器的组合下的转移阻抗模,;ZF P 发射换能器F和标准水听器组合下的转移阻抗模,;dF P 发射换能器F与标准水听器组合时两者间的距离,m;dF X 发射换能器F与被检水听器组合时两者间的距离,m。若IF=IF,则公式(1 4)的分贝表示形式为:MX=2 0 l gUF X-2 0 l gUF P+2 0 l gdF X-2 0 l gdF P+M0(1 5)式中:MX 被检水听器的自由场声压灵敏度级,d B;M0 标准水听器的自由场声压灵敏度级,d B。b)检定装置水听器自由场灵敏度CMWA比较法检定装置组成如图4所示,该装置由发射换能器、被检水听器、标准水听器、CMWA模块和电子测量设备组成。电子测量设备包括信号源、功率放大器、电流取样器、滤波器、数字示波器和计算机。8J J G1 1 7 52 0 2 1图4 水听器自由场灵敏度CMWA比较法检定装置组成框图 c)检定前准备1)被检水听器的外观应符合6.1的要求,标志和说明书应符合6.2的要求,工作正常性应符合6.3的要求;2)测量并记录被检水听器的电缆长度;3)用无腐蚀作用的洗涤剂擦洗被检水听器和标准水听器的表面,在水中浸泡至少1h;对于不带前置放大器的被检水听器,用电容表测量输出端的电容值,用绝缘电阻表测量输出端的绝缘电阻值,并记录。d)检定步骤1)按照被检水听器的安装要求,将其固定于坐标回转装置上,将发射换能器、标准水听器和被检水听器放置在水下同一深度,测量发射换能器和被检水听器之间的距离dF X,以及发射换能器和标准水听器之间的距离dF P;2)按图4所示连接各仪器设备、发射换能器、标准水听器及被检水听器;3)开启所有检定用仪器设备,并预热1 5m i n以上;4)在工作状态下,通过对发射换能器的激励和停止,测量标准水听器和被检水听器开路输出电压的信噪比,其值应不小于2 0d B;5)调整信号源的输出电压幅度和功率放大器的增益,通过示波器观察,使加载在9J J G1 1 7 52 0 2 1发射换能器两端的发射电压与电流不过载,使被检水听器的开路电压在检定工作频率范围内不发生失真;6)通过坐标回转装置调节被检水听器方向至标注方向,并使被检水听器的输出值为最大;7)在操作计算机中打开系统测量程序界面,根据被检频率,设定好线性扫频信号的起始频率、截止频率、扫频速度、正弦信号形式、信号幅度等参数;8)激励发射换能器,接收水听器接收信号,测量发射换能器的发送电流和接收水听器两端的开路电压;9)改变信号形式,把步骤7)中的信号改成余弦信号,重复检定步骤7)8);1 0)将两次测得的发射信号与接收信号分别按照c o s+i s i n形式合成复数信号;1 1)按照公式(1 3)计算发射换能器和接收水听器对(F-P)的电转移阻抗;1 2)用被检水听器替代标准水听器,重复步骤1)1 2),获得发射换能器和接收水听器对(F-X)的转移阻抗;1 3)对两组转移阻抗数据按CMWA法(见附录B)进行数据处理,获得复数转移阻抗ZF X和ZF P,按照公式(1 5)计算得到被检水听器待测频率的的自由场灵敏度级MX。7.2.2.2 自由场灵敏度级频率响应a)自由场灵敏度级频率响应的检定装置和检定方法与自由场灵敏度级相同,检定频率按1/3倍频程确定或用户指定。b)自由场灵敏度级频率响应由各检定频率点上的自由场灵敏度级构成,结果应符合5.2的要求。7.2.2.3 测量不确定度按自由场CMWA互易法要求进行检定时,声压灵敏度级的测量不确定度一般不大于0.7d B(k=2)。按自由场CMWA比较法要求进行检定时,声压灵敏度级的测量不确定度一般不大于1.2d B(k=2)。7.3 检定结果的处理经检定合格的标准水听器出具检定证书,检定不合格的标准水听器出具检定结果通知书,并注明不合格的项目。检定证书的内页格式参见附录A中的A.1,检定结果通知书的内页格式参见附录A中的A.2。7.4 检定周期水听器的检定周期一般不超过1年。01J J G1 1 7 52 0 2 1附录A检定证书和检定结果通知书的内页格式A.1 检定证书内页格式证书编号 检 定 结 果 前置放大器供电电压:V 电缆长度:m一、工作正常性绝缘电阻(V):M电容量:p F二、自由场灵敏度级:d B(f=10 0 0H z)与上次校准值的偏差:d B(基准值:1V/P a)自由场灵敏度级的频率响应f/H zM/d Bf/H zM/d B 三、检定结果的测量不确定度:(k=2)检定环境条件及地点:室 温 水 温 相对湿度%地 址检定使用的计量(基)标准装置:名 称测量范围不确定度计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器:名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/标准证书编号有效期至 说明:共 页 第 页11J J G1 1 7 52 0 2 1A.2 检定结果通知书内页格式证书编号 检 定 结 果 前置放大器供电电压:V 电缆长度:m一、工作正常性绝缘电阻(V):M电容量:p F二、自由场灵敏度级:d B(f=10 0 0H z)(基准值:1V/P a)与标称值的偏差:d B自由场灵敏度级的频率响应:f/H zM/d Bf/H zM/d B 三、检定结果的测量不确定度:(k=2)检定环境条件及地点:室 温 水 温 相对湿度%地 址检定使用的计量(基)标准装置:名 称测量范围不确定度计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器:名 称测量范围不确定度检定/标准证书编号有效期至 检定结果通知书中应标明不合格的项目,对不能继续进行检定的项目加以说明。共 页 第 页21J J G1 1 7 52 0 2 1附录B复数移动权值平均法(CMWA法)B.1 原理CMWA法是基于目标(发射换能器、水池和接收水听器)的特性分析以及自由场发射换能器与接收水听器间转移阻抗的估计。利用正余弦线性扫频信号组合成复数信号来激励发射换能器产生声信号,通过分析换能器发射信号与水听器接收信号间转移阻抗的特性,针对不同反射信号传播延时所产生的频率偏移,以被测频率作为分析的中心频率,反射引起的频偏作为权值平均的带宽,对所测得的转移阻抗进行移动权值平均处理来滤除反射波的影响,这种复数移动权值平均的方法,可以减少在有限水域内连续波引入的反射影响。CMWA法理论的说明如图B.1所示,图中所示的系统包括三个连续线性元素:发射换能器、水池以及接收水听器。f为工作频率,IP(f)为发射换能器的输入电流,MH(f)为接收水听器的灵敏度,SP(f)为发射换能器的频率响应,p0(f)为直达波声压,p(f)接收点处的总声压,HWT(f)为水池的传递函数。系统的每一个元素可以用其传递函数来表示。图B.1 发射换能器-水池-接收水听器系统示意图 考虑到反射的情况下,水池传递函数HWT(f)可以定义为在接收点处的总声压p(f)与直达波声压p0(f)的比值,如公式(B.1)所示:HWT(f)=p(f)p0(f)(B.1)在水池中的发射换能器与接收水听器的传输阻抗Z PH(f)=UH(f)IP(f)可以表示为发射换能器与接收水听器在自由场中的传输阻抗ZPH(f)与水池的传递函数HWT(f)的乘积,如公式(B.2)所示:Z P H(f)=ZPH(f)HWT(f)(B.2)自由场检定过程是基于在直达波传播条件下对接收水听器器传输阻抗的检定,这就意味着存在唯一的传递函数HWT(f)。假设在有限反射波的情况下,水听器的接收声压p(f)可以由直达波声压p0(f)与反射波声压pi(f)的和表示,如公式(B.3)所示:p(f)=p0(f)+ni=1pi(f)(B.3)则HWT(f)也可用反射波与直达波的形式来表示,如公式(B.4)所示:HWT(f)=1+ni=1pi(f)p0(f)(B.4)31J J G1 1 7 52 0 2 1 显然,当ni=1pi(f)p0(f)=0时,HWT(f)=1。反射波声压pi(f)可以通过直达波声压p0(f)和由直达波与反射波程差ri引入的相位延迟来表示。假设不同反射波传播引起的程差r1r21时间延时的反射影响减少到不足5次。这个结论对于任意i路反射相似的情况都存在。每个传递函数在频率间隔fi(=1/i)内的复数移动平均都排除了延迟第i次反射影响,导致后续反射至少五倍的减少。总之,反射影响的减少可以看作是在频率间隔f1=1/1,f2=1/2,fm=1/m内一步一步平均的结果(mn)。频率间隔由函数(f1,f2,fm,)=mi=1(fi,)确定。B.2 方法在自由场测量中,需要测量被检水听器转移阻抗的频率响应函数,发射换能器和接收水听器总的转移阻抗ZPH(f)为:ZPH(f)=UH(f)IP(f)(B.9)发射换能器和接收水听器间的转移阻抗为:41J J G1 1 7 52 0 2 1ZPH(f)=SP(f)MH(f)(B.1 0)在测量中,由于受到了反射波的影响,系统的转移阻抗发生畸变,其畸变可以用转移函数来表示:Z P H(f)=ZPH(f)HWT(f)(B.1 1)同样,发射换能器和接收水听器之间的转移阻抗经过CMWA处理后,如(B.1 2)所示:1ff2-f2h(f)Z PH(f-f)df=ZPH(f,f)+ni=1i(f,f)(B.1 2)其中:ZPH(f,f)=1ff2-f2h(f)ZPH(f-f)df ZP H(f)i(f,f)=1ff2-f2h(f)ZPH(f-f)e x p(-jkri)df 0 可以看出,发射换能器与水听器间的转移阻抗经过移动权值平均处理后,可以表示成转移阻抗与一个余项和的形式,由前面的理论分析可得,该余项和经过移动权值平均处理后其值近似等于0。此时,就可以得到自由场声场条件下的转移阻抗。因此,通过CMWA法对自由场发射换能器与接收水听器间传输阻抗的估计,得到发射换能器与被检接收水听器间的传输阻抗和发射换能器与标准水听器间的传输阻抗,对自由场互易检定方法,还需得到互易水听器与被检水听器之间的传输阻抗。通过公式(B.1 3)(比较法)或公式(B.1 4)(互易法)就可以得到被检水听器的自由场灵敏度。MX=M0ZF XZF PdF XdF P(B.1 3)MH=ZPHZTHZP TdP HdTHdP TJS(B.1 4)公式(B.1 3)和公式(B.1 4)可以用分贝形式表示,则被检水听器的自由场灵敏度级分别为:MX=M0+2 0 l gZF X-2 0 l gZF P+2 0 l gdF X-2 0 l gdF P(B.1 5)MH=1 0 l gZPH+1 0 l gZTH+1 0 l gdP T+1 0 l gdTH-1 0 l gZP T-1 0 l gdPH-1 2 0+JS(B.1 6)51J J G1 1 7 52 0 2 1