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第二章 声学测量换能器 - 哈尔滨工程大学水声工程学院声学

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《水声学》部分习题答案

《水声学》部分习题答案

《水声学习题集参考答案》水声工程学院水声学课程组编哈尔滨工程大学目录绪论 (1)第1章声学基础 (2)第2章海洋声学特性 (2)第3章海洋中的声传播理论 (3)第4章典型传播条件下的声场 (6)第5章声波在目标上的反射和散射 (10)第6章海洋中的混响 (14)第7章水下噪声 (17)第8章声传播起伏 (20)第9章声纳方程的应用 (20)绪 论1 略2 略3 略4 略5 环境噪声和海洋混响都是主动声呐的干扰，在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的？解：根据水文条件及声呐使用场合，画出回声信号级、混响掩蔽级和噪声掩蔽级随距离变化的曲线，如下图，然后由回声信号曲线与混响掩蔽级、噪声掩蔽级曲线的交点所对应的距离来确定混响是主要干扰，还是噪声为主要干扰，如下图，r R <r n ，所以混响是主要干扰。

声信号级噪声掩蔽级R6 工作中的主动声呐会受到哪些干扰？若工作频率为1000Hz ，且探测沉底目标，则该声呐将会受到哪些干扰源的干扰。

解：工作中的主动声呐受到的干扰是：海洋环境噪声、海洋混响和自噪声，若工作频率为1000Hz ，干扰来自：风成噪声、海底混响、螺旋桨引起的自噪声及水动力噪声。

7 已知混响是某主动声呐的主要干扰，现将该声呐的声源级增加10dB ，问声呐作用距离能提高多少？又，在其余条件不变的情况下，将该声呐发射功率增加一倍，问作用距离如何变化。

（海水吸收不计，声呐工作于开阔水域） 解：对于受混响干扰的主动声呐，提高声源级并不能增加作用距离，因为此时信混比并不改变。

在声呐发射声功率增加一倍，其余条件不变的情况下，作用距离变为原距离的42倍，即R R 412 。

第1章声学基础1什么条件下发生海底全反射，此时反射系数有什么特点，说明其物理意义。

解：发生全反射的条件是：掠时角小于等于全反射临界角，界面下方介质的声速大于界面上方介质的声速。

发生全反射时，反射系数是复数，其模等于1，虚部和实部的比值给出相位跳变角的正切，即全反射时，会产生相位跳变。

第二章声学测量换能器

第二章声学测量换能器
瞬时电压与所引起的瞬时电流 的复数比。换能器电阻抗的倒
数称为换能器的电导纳。
back
动态范围 水听器的过载声压级与等效噪声声压级之差
水听器的过载声压级
引起水听器过载的作用声压级 水听器的等效噪声压
水听器主轴方向入射的正弦平面行波使水听器产生的开路电压
等于水听器实际输出的带宽1Hz的开路噪声电压时，则该声波的
声压级就是水听器的等效噪声声压级
back
(3)GB/T4128-1995
指向性 自由场灵 敏度频率 响应
灵敏度
一、二级标准水听器声学 性能指标要求
灵敏度校准 及其准确度
稳定性 动态范围
back
灵敏度
• 指在水听器输出电缆末端测得的声压灵敏度或自由场低频灵敏度。
• 按照国家标准规定用于1Hz~100kHz频率范围的压电型标准水听 器（以下同）：
灵敏度校准及其准确度
• 低频段应用国标GB4130-84中规定的一级校准方法进行 校准，其校准准确度优于±0.5dB；高频段应用国标 GB3223-82中规定的互易法进行校准，其校准准确度应 优于±0.7dB。
• 低频段应用国标GB4130-84中规定的二级校准方法进行 校准，其校准准确度优于±1.0dB；高频段应用国标 GB3223-82中规定的比较法进行校准，其校准准确度应 优于±1.5dB。
back
（2）参数
灵敏度
指向性
频率响应
有效频 率范围
输出 阻抗
动态 范围
back
传声器的灵敏度：
*声场灵敏度
—平面自由声场灵敏度
—扩散声场灵敏度
*声压灵敏度
传声器平面自由声场灵敏度 是指在给定频率的正弦声波 激励下，传声器的开路输出 电压与传声器放入声场以前 传声器中心位置上平面自由 声场声压之比

声学测量指导书

声学测量指导书

声学测量实验指导书陈洪娟哈尔滨工程大学水声工程学院2005.4.16第1部分必做实验实验1 声学测量仪器设备认知实验一、实验目的通过本实验掌握声学常用测量仪器的使用方法，并了解声学测量实验应该满足的条件要求和实验室进行实验时的注意事项。

二、实验内容与要求：1、内容单台演示各测量仪器的功能，并连接成测量系统演示水声信号。

2、要求教师操作并讲解，学生提问并试操作。

实验2 水听器自由场电压灵敏度校准一、实验目的通过本实验掌握水听器灵敏度的比较校准方法，并熟悉有关测量仪器的使用。

二、实验原理与方法1．水听器的灵敏度水听器就是水声接收换能器，它是把水下声信号转换为电信号的换能器。

水听器的灵敏度就是水听器的接收灵敏度，通常是指开路电压灵敏度，可分为自由场灵敏度和声压灵敏度。

（1）自由场[电压]灵敏度M在平面波自由声场中，水听器输出端的开路电压oc e 与在声场中引入水听器前存在于水听器声中心位置处的自由场声压f p 的比值，称为水听器的自由场电压灵敏度。

符号为M ，单位是伏每帕V/Pa ，以数学式表示为：f ocp e M = （1）自由场电压灵敏度是相对于平面行波而言的。

如果水听器是无指向性的，则不论平面波从哪个方向传来，灵敏度都是相等的。

如果水听器是有指向性的，则灵敏度随平面波入射方向而变。

因此，在水听器上必须标明正对平面波的入射方向、频率和输出端。

自由场灵敏度M 与其基准值r M 之比值的以10为底的对数乘以20，称为自由场[电压]灵敏度级，符号为M 、单位是分贝，以数学式表示为：M )/lg(20r M M = （2）自由场灵敏度级的基准值r M 为1V/μPa 。

（2）声压灵敏度水听器输出端的开路电压与作用于水听器接收面上的实际声压的比值称为水听器的声压灵敏度，符号为p M 。

当用分贝表示时，称声压灵敏度级，符号为p M 。

如果水听器的最大线性尺寸远小于水中波长，且水听器的机械阻抗远大于水听器在水中的辐射阻抗，则其声压灵敏度[级]等于自由场电压灵敏度[级]。

水声发射换能器技术研究综述

水声发射换能器技术研究综述

水声发射换能器技术研究综述
周利生;胡青
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2010(031)007
【摘要】水声发射换能器种类繁多,通常按工作频率加以区分.在低频段给出了几种工程上常用的低频大功率换能器的结构形式,并讨论了提高换能器工作极限的技术途径,同时还指出速度控制对低频声基阵的重要性.在中频段主要给出了拓展换能器工作带宽的各种结构形式及一种新的设计方法,并讨论了新材料应用及宽带匹配技术.在高频段给出了陶瓷颗粒簇匹配层换能器的等效电路,同时分析了高频换能器基阵机电一体化设计的发展趋势.结果表明,新结构、新材料、新工艺仍是推动水声发射换能器不断发展的技术途径.
【总页数】6页(P932-937)
【作者】周利生;胡青
【作者单位】杭州应用声学研究所声纳技术重点实验室,浙江杭州310012;杭州应用声学研究所声纳技术重点实验室,浙江杭州310012
【正文语种】中文
【中图分类】TB565.1
【相关文献】
1.一种新型水声发射换能器的结构设计 [J], 吴伟炜;秦雷;李莉;董天晓;王丽坤
2.Cymbal单元的薄型低频宽带水声发射换能器设计 [J], 唐俊;秦雷;王同庆
3.一种上半空间指向性的水声发射换能器结构设计 [J], 孙昕;周益明;张世海
4.宽带水声发射系统换能器分段匹配方法研究 [J], 陈友淦;许肖梅;雷开卓;黄建国
5.水声换能器发射性能的有限元分析 [J], 杜贻群;张恺
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哈尔滨工程大学科技成果——深海声通信系列换能器

哈尔滨工程大学科技成果——深海声通信系列换能器

哈尔滨工程大学科技成果——深海声通信系列换能器
项目概述
深海换能器是为适应我国走向远海和国家深海发展战略提出的。

各种深水潜航器、深海声学节点离不开能够适应深海压力环境的水声换能器，海洋工程领域中深海地质地貌普查及深海油气资源勘探需要深海低频大功率声发射设备支持。

深海换能器系列包含压电圆管深海换能器和Janus-Helmholtz深海换能器，可用于深海水声通信、低频主动声呐和深海资源勘探设备。

其中深水圆管换能器系列工作频率分别为5-11kHz和7-17kHz，最大声源级分别为194dB和191dB，工作深度6000米；深水Janus-Helmholtz 换能器工作频带500-2kHz，最大声源级200dB，工作深度3000米。

该产品解决了水声换能器高静水压环境下结构耐压问题，且该环境下仍具有良好的声学性能。

因此深海换能器市场前景广阔，具有较好的经济效益和社会效益。

项目成熟情况
该成果目前技术较为成熟，产品性能稳定，处于小批量生产阶段。

应用范围
压电圆管深海换能器具有水平无指向性、工作频带宽、声源级高的特点，可用于深海水声通信、声呐浮标、应答器等水下对抗设备中。

深水Janus-Helmholtz换能器具有低频、宽带、大功率深水工作等特点，可用于低频大功率主动声呐、远程水声通信、深海油气资源勘探设备等。

第二章 声学测量换能器 - 哈尔滨工程大学水声工程学院声学

第二章 声学测量换能器 - 哈尔滨工程大学水声工程学院声学
声压级就是水听器的等效噪声声压级
back
(3)GB/T4128-1995
指向性 自由场灵 敏度频率 响应
灵敏度
一、二级标准水听器声学 性能指标要求
灵敏度校准 及其准确度
稳定性 动态范围
back
灵敏度
• 指在水听器输出电缆末端测得的声压灵敏度或自由场低频灵敏度。
• 按照国家标准规定用于1Hz~100kHz频率范围的压电型标准水听 器（以下同）：
• 静压稳定性：
0~4MPa工作静压范围内，灵敏度变化应小于0.3 dB/MPa。在 0~4MPa工作静压范围内，灵敏度变化应小于0.4 dB/MPa
其他技术要求
机械性能要求：
•水听器暴露于水中的所有金属和非金属部件都要采用耐腐蚀材料制作。
•水听器的参考声中心位置及测量方向要有明显标志。 •水听器相对于它的周围媒质应是声学刚性的。
back
输入电功率、发射声功率和电声效率
输入电功率是其功率源吸收的有用功率。 发射声功率是其在单位时间内向介质声场发射出的 有效声能量。 电声效率 是其输出声功率与输入总电功率的比值。 换 能器的电声效率实际上也等于其机电 效率与机声效率的乘积。
back
二、测量用电声换能器
• 传声器 • 扬声器
瞬时电压与所引起的瞬时电流 的复数比。换能器电阻抗的倒
数称为换能器的电导纳。
back
动态范围 水听器的过载声压级与等效噪声声压级之差
水听器的过载声压级
引起水听器过载的作用声压级 水听器的等效噪声压
水听器主轴方向入射的正弦平面行波使水听器产生的开路电压
等于水听器实际输出的带宽1Hz的开路噪声电压时，则该声波的
（1）分级： 标准声源与测量用声源两级。 （2）参数： ① 发射换能器发送响应 ② 输入电功率、发射声功率和电声效率 ③ 指向性、阻抗

《水声学》部分习题答案


线的交点所对应的距离来确定混响是主要干扰，还是噪声为主要干扰，如下图，
rR<rn，所以混响是主要干扰。
声信号级
回声信号级
混响掩蔽级
噪声掩蔽级
rR rn
距离r
6 工作中的主动声呐会受到哪些干扰？若工作频率为 1000Hz，且探测沉底目
标，则该声呐将会受到哪些干扰源的干扰。
解：工作中的主动声呐受到的干扰是：海洋环境噪声、海洋混响和自噪声，若工
水声工程学院
8
水声学课程组
哈尔滨工程大学国家级精品课程——《水声学习题集参考答案》
解：早晨时声呐作用距离远，因为此时可能存在表面声道，而下午一般不会形成 表面声道。即使不出现表面声道时，早晨的负梯度也小于下午的负梯度，所以早 晨的作用距离远于下午，这就是下午效应。 9 画出深海声道声速分布，应用射线理论说明声波在深海声道中远距离传播的
7
水声学课程组
哈尔滨工程大学国家级精品课程——《水声学习题集参考答案》
第 4 章 典型传播条件下的声场
1 邻近海面的水下点源声场中的声压振幅随距离变化具有哪些规律？ 2 表面声道的混合层中的声线传播具有那些特点？ 3 什么是反转深度？什么是临界声线和跨度？ 4 什么是会聚区和声影区？二者之间声强大小如何？会聚增益是如何定义的？
声线曲率半径 R = c0 ，所以水平传播距离 g
x = R 2 − (R − d )2 = 2Rd − d 2
水声工程学院
6
水声学课程组
哈尔滨工程大学国家级精品课程——《水声学习题集参考答案》
一般情况下，声速垂直梯度 g 为远小于 1 的量 所以曲率半径较水深大得多 x ≈ 2Rd = (2c0d / g)1/ 2
解：1）声速绝对梯度 g = dc = 1500 −1450 = −0.5s −1

水声换能器——绪论


优点：⑴ ⑵ ⑶ ⑷
分析任意结构的换能器 结果直观、准确 工作状态仿真 应用广泛
4．边界元法
根据积分定理，将区域内的微分方程变成边界上的 积分方程，将边界离散成有限个单元，把边界积分方
程离散成代数方程，最后变为计算关于节点未知量的
代数方程组问题。 优点：边界划分单元，问题降一维 缺点：不能模拟复杂结构换能器内部的精细结构
七、水声换能器课程的主要内容
• • • • • • 压电陶瓷的物理性能和压电方程 压电陶瓷换能器设计（等效电路法） 水听器的分析与设计 有限元方法 新型换能器 换能器与基阵的指向性
习
一、概念题
题
1．换能器 2．等效电路法 3．有限元法
二、简答题
1．声纳方程中有哪些参数与换能器有关? 2．等效电路法、有限元法、边界元法的优缺点 3．换能器的发展趋势？ 4．换能器的研究包括哪几方面的技术？ 5．瑞利法最早被用于分析那种类型的换能器？ 6．请说出几种常用的换能器？ 7．请说出几种常用的换能器基阵？
• 包括：线列阵、平面阵、圆柱阵、球形阵
参量阵、乘积阵、合成孔径阵、恒定束宽阵 舷侧阵、共形阵、 拖曳线列阵等等
• 水下声系统：换能器或基阵还要使用其它 的一些声学部件，如：导流罩、声障板等， 统称为声系统。用于水下的就称为水下声 系统。 湿端——水下声系统 干端——电子设备、信号处理部分
复合棒换能器
种换能器具有频率低、带宽。易与水匹配等特点。
• 超磁致伸缩稀土材料Terfenol-D：
铽、镝、铁三元稀土合金 Tb0.3Dy0.7Fe2，70年代由美国海军防卫 研究所（NOL）A.E.Clark博士研制 优点 ：应变值比镍大40-50倍，比PZT大5-8倍 能量密度比镍大400-500倍，比PZT大10-14倍 声速低、尺寸小，居里点高 缺点 ：材质脆、机械加工困难、高频涡流损耗大 价格贵（2万元/公斤）

声学测量指导书

发送电流响应以分贝表示时为发送电流响应级，即：
其中：基准值 为1 Pa·m/A。
2．发送响应的测量方法
虽然发送（电压或电流）响应都是按辐射到距发射器声中心1米处的表观声压值来定义的，但这并不意味着水听器到发射器的测量距离只限于1米。如果发射器的尺寸较大，离发射器声中心1米处的点，可能是处于发射器的近场区甚至还可能就在发射器（或其基阵）本身之内，例如，对于半径为2米的圆柱型发射器。因此，实际测量都是在大于1米的远场中的某距离上完成的，要求那里的发散声波是球面波，即声波强度或声压平方是随距离的平方成反比地衰减，所以有效值声压与距离成反比。这样把远场中d米处测量的声压值换算为1米处的表观声压值时，只要乘以距离d即可。
（3）缺少真正的自由声场。
（4）缺少足够大的信噪比，在本校准法中要求来自发射换能器的直达波信号与各种干扰噪声之比应在20dB以上，否则测量误差较大，甚至失效。
三、实验内容与要求：
1．内容：
根据实验条件给定一只发射换能器、一只标准水听器和一只待校水听器以及相应测量仪器，然后采用比较校准法测得该待校水听器的自由场电压灵敏度（级）。
（1）发送电压响应
发射器在某频率下的发送电压响应 ，是在指定方向上离其有效声中心参考距离上产生的自由场表观声压 与加到换能器输入端的电压V之比。单位：帕米每伏Pa·m/v。以数学式表示为：
式中： 为参考距离1m。
为表观轴向声压，可表示为 ，其中 为离被测换能器有效声中心d米处的声压。
因此，发送电压响应也可以说是发射器在某一频率下指定方向上离其有效声中心参考距离d米处的远场中的声压 和该参考距离的乘积与加到输入电端的电压V的比值，即：
（4）在实施测量时，水听器必须放置在发射换能器声场的远场区，以获得近似的平面波声场。其间距离可根据所选用的发射换能器的邻近区判据来决定。此外，还应事先检验三个换能器的水平和垂直指向性图，以便选定校准方向。对于指向性水听器，应选其声轴方向作为它的校准方向。为提高校准精度悬挂换能器时，要注意支架在水下可能产生散射对水听器的影响。

Janus-Helmholtz水声换能器理论问题研究

Janus-Helmholtz水声换能器理论问题研究
桑永杰;蓝宇
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2015(036)007
【摘要】为了解决Janus-Helmholtz水声换能器研究中的理论问题,通过互辐射模型时的Janus-Helmholtz水声换能器等效电路,分析了Janus换能器纵振动谐振频率在水中升高的原因;通过对Janus换能器纵振动和液腔振动的相频曲线的分析,得出了Janus-Helmholtz水声换能器宽带发射的机理,研究了腔体弹性对Helmholtz声学性能的影响规律. 设计了工作频段为1~3 kHz的Janus-Helmholtz换能器试验样机,样机的测试结果表明其振动及声学特性与理论研究结果相符.
【总页数】5页(P906-910)
【作者】桑永杰;蓝宇
【作者单位】哈尔滨工程大学水声技术重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声技术重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学水声工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文
【中图分类】TB565.1
【相关文献】
1.多液腔Janus-Helmholtz水声换能器 [J], 桑永杰;蓝宇
2.低频大功率Janus-Helmholtz换能器的设计 [J], 桑永杰;蓝宇
3.压电复合圆盘水声换能器弯曲振动理论与参数 [J], 成建联;赵延捷;张志政;杨太旗;叶凡
4.宽体液腔Janus-Helmholtz换能器 [J], 伊子旭;莫喜平;柴勇;张运强;崔斌
5.一款低频Janus-Helmholtz顺性腔换能器 [J], 张振雨;王艳;陈光华
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●扩散场频率响应：当传声器的扩散场灵敏度与频率之间
的关系，以传声器扩散场灵敏度频率响应曲线来表示
back
有效频率范围：某一传声器它的实际频响曲线与典型频
响曲线相比，偏差在允许的范围内的最大频率间隔。对于
每一类型的传声器，生产厂家都要给出一个典型的频率响
应曲线的范围，并且为了保证其产品一致性，还需要规定 实际频响曲线与典型频响曲线允许的误差。
• ②国外：
• ●8100系列
back
（5）使用与维护：
①合理选择水听器.
②标准水听器每年应经计量部门检定一次。 ③检查水听器的绝缘电阻时，试验电压不小于100v。 ④注意存放环境。 ⑤用完后妥善保管
⑥水听器的压电元件电容值不可低于水听器连接电缆本身 的电容值。所以选用低分布电容电缆。
back
2、水声发射换能器
自由声场灵敏度在消声室采用互易法校准，声压灵敏 度在耦合腔中采用互易法校准。
back
传声器的指向性：传声器的灵敏度随声波入射方向而
变化的特性。传声器的指向性常用指向性图、指向性 指数和指向性频率响应来表示。 ●传声器指向性图：在某一频率下的灵敏度随声波入射 角的变化，用极坐标表示所得的曲线。 ●传声器的指向性因数：传声器某一频率的正向自由场 灵敏度的平方与其同频率的扩散场灵敏度平方之比。 用对数表示则为传声器的指向性指数 。
根据其使用材料可分为： a、压电式：压电材料有硫酸锂单晶体、偏 铌酸铅或锆钛酸铅一类的压电陶瓷。最近 又出现复合压电材料聚偏氟乙稀压电薄膜 （PVDF）制作的水听器。 b、动圈式： c、磁致伸缩式： d、光纤式：
(2) 参数：
①水听器接收灵敏度 ②水听器的指向性 ③水声换能器的阻抗 ④动态范围
水听器接收灵敏度 • 水听器自由场电压灵敏度：
2 0,0 I0 pd R 2 I p d ,
DI 10 lg R
指向性指数 指向性因数
*对于水听器，其指向性因数代表定向接收器输出端的信噪比比无
指向性接收器输出端的信噪比提高的倍数
水声换能器的阻抗
指在它的电路端测得的等效电阻抗（或电导纳）
在某频率下加于换能器电端的
指向性响应图——波束宽度和旁瓣级
2 • 波束宽度：主瓣或主声束两侧的两个方向之间的夹角。
10 dB
2 6dB
2 3dB
指向性指数 指向性因数
DI
R
*指向性指数和指向性因数是用来度量指向性图主瓣或主波束的尖锐 程度的特征参量，也是声呐方程的一个重要参数。
*对于发射换能器，其发射指向性因数和发射指向性指数是指：在参考方向上（通常 指声轴向）远场中某点的声强（或声压有效值平方）与相同距离上各方向的声强 平均值（或声压有效值平方的平均值）之比为发射指向性因数，此比值的分贝数 称为发射指向性指数。
eOC MP , 单位 V Pa P
水听器在平面自由声场中输出 端的开路电压与声场中放入水 听器之前存在于水听器声中心 位置处自由场声压的比值
• 水听器声压灵敏度：
eOC MP , 单位 V Pa Pp
水听器输出端的开路电压 与作用于水听器接收面上 的实际声压的比值
back
水听器的指向性
（1）分级： 标准声源与测量用声源两级。 （2）参数： ① 发射换能器发送响应 ② 输入电功率、发射声功率和电声效率 ③ 指向性、阻抗
back
发射换能器发送响应：
分为三类：
• 发送电压响应 • 发送电流响应 • 发送功率响应 发送电压响应：发射 换能器在某频率下、 在指定方向上的远场 中离其声中心某参考 距离处的声压和该参 考距离的乘积与加到 输入电端的电压的比 值。
back
传声器的频率响应：指在某一确定的声场中，声波
以一指定的方向入射，并保持声压恒定时，传声器的开路
输出电压随频率变化的曲线。根据使用的场合不同可分为
●自由场频率响应：传声器置于自由声场中，其平面自由 场灵敏度随频率变化的曲线。 ●声压频率响应：当传声器的声压灵敏度与频率之间的关 系以声压灵敏度频率响应曲线来表示。
back
（2）参数
灵敏度
指向性
频率响应
有效频 率范围
输出 阻抗
动态 范围
back
传声器的灵敏度：
*声场灵敏度
—平面自由声场灵敏度
—扩散声场灵敏度
*声压灵敏度
传声器平面自由声场灵敏度 是指在给定频率的正弦声波 激励下，传声器的开路输出 电压与传声器放入声场以前 传声器中心位置上平面自由 声场声压之比
灵敏度校准及其准确度
• 低频段应用国标GB4130-84中规定的一级校准方法进行 校准，其校准准确度优于±0.5dB；高频段应用国标 GB3223-82中规定的互易法进行校准，其校准准确度应 优于±0.7dB。
• 低频段应用国标GB4130-84中规定的二级校准方法进行 校准，其校准准确度优于±1.0dB；高频段应用国标 GB3223-82中规定的比较法进行校准，其校准准确度应 优于±1.5dB。
指向性
一级：
水平指向性：在最高使用频率下的-3dB波束宽度应大于300， 在选定方向（或主轴）±50的范围内灵敏度变化应小于±0.2dB。 垂直指向性：在最高使用频率下的-3dB波束宽度应大于150，
在选定方向（或主轴）±20的范围内灵敏度变化应小于±0.2dB。
二级：
在使用的频率范围内，其水平指向性图与理想的全指向性图 的偏差应小于±2dB。
瞬时电压与所引起的瞬时电流 的复数比。换能器电阻抗的倒
数称为换能器的电导纳。
back
动态范围 水听器的过载声压级与等效噪声声压级之差
水听器的过载声压级
引起水听器过载的作用声压级 水听器的等效噪声压
水听器主轴方向入射的正弦平面行波使水听器产生的开路电压
等于水听器实际输出的带宽1Hz的开路噪声电压时，则该声波的
●压电传声器：利用压电晶体的压电效
应制作。它的输出电平高，价格低，但稳 定性和频率响应不理想，不适于高质量工 作，已趋淘汰。
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驻极体传声器
利用驻极体材料制作的电容传声器，音质接近电容 式，无需极化电压，阻抗变换用前置放大器使用低 噪声场效应管，由电池供电。这种传声器结构简单， 电声性能好，体积小，耐振动，价格较低，有较广 泛的应用。
一、测量用水声换能器 二、测量用电声换能器
三、测振传感器—加速度计
一、测量用水声换能器
1、水听器
2、水声发射换能器
1、水听器
（1）分类 （2）参数 （3） GB/T4128-1995 （4）其他技术要求 （5）国内外典型水听器介绍
(1) 分类： 根据其用途和校准的准确度 根据其使用材料
根据其用途和校准的准确度分为两级： a、一级标准水听器：建立水声声压基准， 并通过它传递声学量单位。绝对法校准。 b、二级标准水听器（测量水听器）：用作 实验室中一般测试。比较法校准。
b功率是其功率源吸收的有用功率。 发射声功率是其在单位时间内向介质声场发射出的 有效声能量。 电声效率 是其输出声功率与输入总电功率的比值。 换 能器的电声效率实际上也等于其机电 效率与机声效率的乘积。
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二、测量用电声换能器
• 传声器 • 扬声器
• 静压稳定性：
0~4MPa工作静压范围内，灵敏度变化应小于0.3 dB/MPa。在 0~4MPa工作静压范围内，灵敏度变化应小于0.4 dB/MPa
其他技术要求
机械性能要求：
•水听器暴露于水中的所有金属和非金属部件都要采用耐腐蚀材料制作。
•水听器的参考声中心位置及测量方向要有明显标志。 •水听器相对于它的周围媒质应是声学刚性的。
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• 传声器输出阻抗：每只传声器都有一定的内阻抗，从输
出端测得的内阻抗的模就是传声器输出阻抗。一般以频率
为1000Hz的阻抗值为标称值。
• ：传声器的输出阻抗的大小直接决定输出电缆线 的长短。传声器的输出阻抗高，灵敏度也高，但是易受外
界的干扰，其输出电缆不能太长，否则电缆线上感应的外
界干扰在传声器内阻上有较大的电压降，严重的可能导致 传声器无法工作。反之，传声器的输出阻抗低不易受外界 的干扰，允许用长的输出电缆线。
动圈式传声器：
以悬浮于磁路系统中 的音圈切割磁力线而 产生电压输出。它的 结构牢固，性能稳定， 电声性能良好，能承 受强音而不失真，价 格较便宜，是一种耐 用的传声器，广泛应 用于一般音响系统。
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静电式传声器
●电容传声器：以振膜与后极板间的电
容量变化通过前置放大器变换为输出电压。 它能提供非常高的音响质量，频率响应宽 而平坦，是高性能传声器，但这种传声器 制造工艺复杂，价格高，需外加60～200V 的极化电压源，一般在专业领域使用较多。
动态范围
• 一级： • 在60dB的动态范围内，非线性偏差应小于±0.2dB。
• 二级： • 在60dB的动态范围内，非线性偏差应小于±0.5dB。
稳定性
• 时间稳定性：
每年校准一次，其变化应在校准准确度以内。
• 温度稳定性：
在0~400C工作温度范围内，灵敏度变化应小于0.04 dB/ 0C。 在0~400C工作温度范围内，灵敏度变化应小于0.05 dB/ 0C。
• 一级：不低于-205dB(0dB re 1v /μpa)
• 二级：不低于-210dB（0dB re 1v/μpa）
自由场灵敏度频率响应
• 自由场灵敏度频响相对于声压灵敏度在整个使 用频率范围内，至少有三个十倍频程范围：
• 一级：其灵敏度的不均匀性小于±1.5dB，在其他频率
范围内灵敏度变化不超过+6dB或-10dB。 • 二级：其灵敏度的不均匀性小于±2dB，在其他频率范 围内灵敏度变化不超过+6dB或-10dB。
1.指向性响应图