JJG 1018-2007 1Hz～2kHz标准水听器检定规程 JJG1018-2007 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本规程适用于频率1Hz～2kHz标准水听器的首次检定、后续检定和使用中检验。

本规程引用下列文献:
GB/T3102.7—1993 《声学的量和单位》
GB/T3947—1996 《声学名词术语》
GB/T4128—1995 《声学 标准水听器》
GB/T4130—2000 《声学 水听器低频校准方法》
GJB/J3803—1999 《低频一级标准水听器检定规程》
JJF1001—1998 《通用计量术语及定义》
JJF1034—2005 《声学计量名词术语及定义》
JJF1059—1999 《测量不确定度评定与表示》
IEC60565Ed.2:2006,Underwateracoustics-Hydrophones-Calibrationinthefrequencyrange0.01Hzto1MHz
使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
1 范围 (1)
2 引用文献 (1)
3 术语和计量单位 (1)
3.1 水听器开路电压 (1)
3.2 水听器声压灵敏度 (1)
3.3 声压灵敏度级 (1)
3.4 振动液柱 (2)
3.5 压电补偿腔 (2)
4 概述 (2)
5 计量性能要求 (2)
5.1 工作正常性 (2)
5.2 声压灵敏度[级] (2)
5.3 声压灵敏度级频率响应 (2)
6 通用技术要求 (2)
6.1 通用要求 (2)
6.2 材料和结构 (2)
6.3 标志和出厂校准资料 (3)
7 计量器具控制 (3)
7.1 检定条件 (3)
7.2 检定项目 (4)
7.3 检定方法 (5)
7.4 检定结果的处理 (9)
7.5 检定周期 (9)
附录A 压电补偿换能器特征常数Kc 的测量方法 (10)
附录B 检定证书和检定结果通知书的内页格式 (12)
附录C 测量不确定度评定实例 (14)

中华人民共和国国家计量检定规程JJG1018—2007
1Hz～2kHz标准水听器
Standard Hydrophones in the Frequency Range1 Hz to 2 kHz
2007 0228发布
2007-05-28 实施
国家质量监督检验检疫总局
JJG1018--2007
1 Hz～2 kHz标准水听器
检定规程
Verification Regulation of StandardHydrophones in the Frequency Range1 Hz to 2 kHz
JJG1018—2007
本规程经国家质量监督检验检疫总局2007年2月28.日批准，并自2007年5月28日起施行。
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参加起草单位：中国科学院声学研究所中国测试技术研究院
本规程委托全国声学计量技术委员会负责解释本规程主要起草人
JJG1018—2007
赵涵（中国船舶重工集团公司第七一五研究所）费腾（中国船舶重工集团公司第七一五研究所）袁文俊（中国船舶重工集团公司第七一五研究所）参加起草人：
朱厚卿（中国科学院声学研究所）商国华（中国测试技术研究院）1
2引用文献
3术语和计量单位
3.1水听器开路电压
3.2水听器声压灵敏度
3.3声压灵敏度级·
3.4振动液柱
3.5压电补偿腔….
概述·
5计量性能要求
5.1工作正常性
5.2声压灵敏度「级】
5.3声压灵敏度级频率响应
6通用技术要求
6.1通用要求
6.2材料和结构·
6.3标志和出厂校准资料
7计量器具控制·
7.1检定条件
7.2检定项目
7.3检定方法
7.4检定结果的处理
7.5检定周期
JJG 1018—2007
附录A压电补偿换能器特征常数K，的测量方法附录B检定证书和检定结果通知书的内页格式附录C测量不确定度评定实例
(4）)
JJG 1018--2007
1Hz2 kHz标准水听器检定规程
本规程参考采用国际电工委员会IEC60565Ed.2：2006《水声水听器0.01Hz～1MHz频率范围的校准》中的压电补偿法校准和振动液柱法校准。1范围
本规程适用于频率在1Hz～2kHz范阖内标准水听器的首次检定、后续检和使用中的检验。
2引用文献
本规程引用下列文献：
GB/T 3102.7—-1993
GB/T 3947—1996
GB/T 4128--1995
GB/T 4130--2000
GJB/J 3803—1999
JJF 1001 ---1998
JJF 10342005
JJF1059-1999
《声学的量和单位》
《声学名词术语》
《声学标准水听器》
《声学水听器低频校准方法》
《低频一级标准水听器检定规程》《通用计量术语及定义》
《声学计量名词术语及定义》
《测量不确定度评定与表示》
IEC 60565 Ed.2: 2006, Underwater acoustics-Hydrophones-Calibration in the fre-quency range 0.01 Hz to 1 MHz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 GB/T 3947~-1996、JJF1001-1998、JJF 1034—2005中有关的术语和定义。
本规程采用GB/T3102.7—1993中规定的量和单位。3.1 水听器开路电压(open-circuit voltage at hydrophone)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。
3.2水听器声压灵敏度（pressure sensitivity of a hydrophone）：水听器的输出电压与作用在水听器接收面上的实际声压的比值。符号：Mp。
单位：伏每帕，V/Pa。
3.3声压灵敏度级（pressure sensitivitylevel）水听器声压灵敏度M与参考声压灵敏度Mre之比的以10为底对数乘以20。符号：M。
单位：分贝，dB。
1. 通常 Mrr=1 VlμPaa
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2.在远离谐振频率的低频处，声压灵敏度级与自由场灵敏度级相等。3.4振动液柱（vibratingcolumn）注人开口刚性圆管形容器的液体所形成的液柱，当它振动时，在液柱中产生一个与深度有关的声压。
3.5 压电补偿腔 (piezoelectric compensation water-filled charnber)由压电补偿换能器、压电零位移检测器、源换能器和上下刚性盖板所组成的刚性密闭水腔，源换能器被激励时，能在密闭水腔中生成已知均匀声压场。4概述
标准水听器用于检定测量水听器和测量水中声压。标准水听器由压电或其他换能材料的灵敏元件及相应结构、前置放大器等组成，在声波作用下能产生与作用声压值成正比的开路电压值。
5计量性能要求
5.1工作正常性
5.1.1~对不带前置放大器的标准水听器，在电缆端测得的绝缘电阻应大于100M2（测试电压100V），测得的电容值与使用说明书中提供的数值相差不超过土20%5.1.2对带前置放大器的标准水听器，当振动信号传入到水听器敏感元件时，电缆端应有相应的电压输出。
5.2声压灵敏度【级】
标准水听器的声压灵敏度级或低频自由场灵敏度级应不低于--215dB（基准值：1 VlμPa)。
注：声压灵敏度是指灵敏度频响曲线平坦部分的平均值。5.3声压灵敏度级频率响应
在整个使用频率范围内，声压灵敏度级的不均匀性不超过土2.0dB。注：校准频率按1/3倍频程，或根据客户的指定。6通用技术要求
6.1通用要求
6.1.1标准水听器的特性和构造应适合于在水温（5～30)℃、水深（0～10）m的环境条件下进行测量。
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材料和结构
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6.2.1标准水听器使用的材料和结构应保证其有长期的使用稳定性，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。6.2.2高阻抗的敏感元件应有静电屏蔽，静电屏蔽应与电缆的屏蔽连接，并与暴露于水中的金属外壳绝缘；带前置放大器的标准水听器暴露于水中的金属外壳应与电缆的屏蔽连接。
6.3标志和出厂校准资料
6.3.1标准水听器应具有以下清晰而耐久的标志1）制造商的名称；
2）产品的型号；
3）产品的序列号。
6.3.2每只标准水听器应附有单独的出厂校准资料。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及信号线、地线和屏蔽线的标识。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。
6.3.3非供操作者使用的部件，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准确度。
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环境条件
室温：10℃30℃；
相对湿度：.30%~～90%；
水温：5℃～30 ℃。
7.1.2计量标准及主要配套设备
计量标准及主要配套设备包括电子仪器、补偿腔和振动液柱容器。7.1.2.1电子仪器
1）信号源
压电补偿法：应具有频率、幅度和相位都可以独立调节的正弦信号双输出通道：工作频率范围1Hz-2kHz，频率示值误差不超过±0.5%；最大输出电压不低于10V峰值，电压示值误差不超过士1%：相位可调范围不小于0°～359.9°，最小调节步距不大于0.1
振动液柱法：工作频率范围20Hz～1kHz，频率示值误差不超过±0.5%；最大输出电压不低于10V峰值，电压示值误差不超过土1%。2）锁相放大器：工作频率范围1Hz～2kHz，灵敏度优于10μV，动态范围不低于90dB，电压测量最大允许误差士1%，相位测量最大允许误差土0.5°。3）前置放大器：工作频率范围1Hz～2kHz，输人阻抗值应比零位移检测器和被3免费标准bzxz.net
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检水听器的阻抗至少高100倍，增益误差不超过土0.1dB。4）程控开关：工作频率范围1Hz～2kHz，通道间的串扰应小于-80dB。5）功率放大器
压电补偿法：工作频率范围1Hz～2kHz，输出阻抗与源换能器阻抗相匹配，输出波形失真（THD+N）不大于2%；
振动液柱法：工作频率范围20Hz～1kHz，输出阻抗与振动台中激励器阻抗相匹配，输出波形失真（THID+N）不大于2%。6）滤波器
压电补偿法：工作频率范围1Hz～2kHz，频带宽度任意可调，衰减斜度不低子48dB/倍频程；
振动液柱法：工作频率范围20Hz1kHz，1/3或1/1倍频程。7）测量放大器：工作频率范围1Hz～2.kHz，放大倍数不低于40dB；放大倍数的非线性不超过±0.1 dB。
8）数字电压表：电压测量最大允许误差土0.5%。9）加速度计（含适调放大器）：灵敏度不低于1mVl（ms~2），最大允许误差±2%。10）振动台：动态推动力不小于充水容器负载质量的10倍，垂直谐振频率大于5kHz，振动波形失真（THD+N）不大于2%。11）示波器：双通道。
12）兆欧表：测试电压100V，绝缘电阻测量最大允许误差±10%。13）电容表：电容值测量范围不小于100μF；电容测量最大允许误差±5%。14）计算机：带仪器控制接口。7.1.2.2压电补偿腔
1）压电补偿腔是由压电补偿换能器、压电零位移检测器、源换能器和上下刚性盖板所组成的刚性结构，腔内最大线性尺寸应小于腔内液体中声波波长的十分之一，腔壁应有足够厚度，整个补偿腔应电磁屏蔽；2）采取有效的隔振措施，避免源发射器的振动通过结构直接耦合至补偿换能器、零位检测器和水听器；
3）腔中充满经过除气处理的清洁淡水，腔的结构应便于排尽腔内残余空气；4）补偿腔中补偿换能器的特征常数（按附录A进行测量）K。值的测量不确定度不大于0.2 dB。
7.1.2.3振动液柱容器
1）振动液柱容器的璧应为刚性；2）液柱容器内液柱（经过除气处理的清洁淡水）的高度应大于液柱的直径，并小于最高测量频率所对应的液体中声波波长的四分之；3）液柱直径应大于被检标准水听器直径的倍以上。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
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表1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目
外观检查
绝缘电阻
声压灵敏度［级］
声压灵敏度级频率响应
首次检定
后续捡定
1、对于带前置放大器的标准求听器，不检定绝缘电阻和電2.“+”表示需检项目
7.3检定方法
7.3.1外观检查
表示不需检项目。
标准水听器应具有清晰的标志
等。外观应完好
包括制造商的名称产品的
无影响正常工作的机械损
出厂校准资料应符合6.3.2的要求。7.3.2绝缘电阻！
把不带前置放大器的标准水听器的嫩件部端，测得的绝缘电阻值应符合5，1的要求7.3.3电容
使用中检验
产品的序列号
电缆末端接到兆欧表两
纷置于水中，1
把不带前置放大器的标准水所器的电缆未端接到电容表两端，5.1.1的要求。
测得的电容值应符合
7.3.4声压灵敏度[级］
首次检定、后续检定：当被检标准水听器的结药和尺寸适合蜜补偿腔体中时，用压电补偿法检定；当被检标准水听器不便置于补楼装控体中，
1kHz时，用振动液柱法检定。
使用中检验：压电补偿法检定时按7.3.4.1.2的1）6按7.3.4,2.2的1)9)
7.3.4.1电压补偿法
7.3.4.1.1检定装置
压电补偿法检定装置组成框图如图1所示。7.3.4.1.2检定步骤
自频率范围只为 20 Hz～
实施：振动液柱法检定时
1）检定前作如下准备：测量补偿腔中补偿换能器的特征常数K。，测量方法见附录A；用经过除气处理的清洁淡水充满补偿腔，并排除腔内气泡；用无腐蚀作用的洗涤剂擦洗被检标准水听器表面，在水中漫泡至少1h后，通过连接件固定于补偿腔内，其对称轴位于补偿腔轴线上。
2）按图1所示连接各测量仪器、补偿腔各部分及被检标准水听器。5
程控开关
水听器
源换能器
国放大器
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计算机
滤波器
屏蔽层
零位移检测器
弹性填充物
补偿换能器
弹性填充物
锁相放大器
示波器
功率放大器
图1压电补偿法检定装置组成框图3）开启所有仪器设备，并预热15min。4）把功率放大器的放大量调到适宜值。信号源
5）在实际工作状态下通过激励和停止激励源换能器，检查零位检测器开路输出电压U，和被检标准水听器开路输出电压U，的信噪比，其值应不小于30dB。6）将检定装置的工作频率设置到500Hz，被检水听器的输出波形应无明显畸变。7）操作计算机，从硬盘调出相应的测量程序，输人需要测量的频率序列。8）按图2所示的流程图进行控制和测量，当程控仪器调至面板控制状态时也可进行人工手动逐点测量。
仪器初始化
信号源A路输出，（1)
程控开关调至“1\
信号源B路输出，（）
调节B路输出幅度，相位
锁相放大器读取值
是香最小
读取补偿电压U。
程控开关调至“2”
锁相放大器读取U,值
计算灵敏度级M(i)
是否绪束？
压电补偿法测量流程图
9）记录有关测量数据。
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10）按公式（1）计算声压灵敏度［级］（dB）。M = 20 lg(U/U.) -- 20 lgK. - 120式中；M声压灵敏度级，dB;
U.--一被检标准水听器开路电压值：V：U补偿电压值，V；
K.补偿换能器的特征常数，Pa/V；重复测量6次，计算不同频率下的声压灵敏度级，结果应符合5.3的要求。7.3.4.2振动液柱法
7.3.4.2.1检定装置
振动液柱法检定装置组成框图如图3所示。悬挂支架
被检水听器
加速度计
振动台
功率放大器
7.3.4.2.2检定步骤
适调放大器
信号源
测量放大器
滤波器
前暨放大器
程控开关
图3·振动液柱法检定装置组成框图数字电压表
示波器
计算机
1）检定前作如下准备：把液柱容器牢固固定于振动台台面中心，将台面调节至确保液柱作垂直振动；把经过除气处理的清洁淡水慢慢灌人容器，用无腐蚀作用的洗涤剂擦洗被检水听器表面，并在水中浸泡至少1h后，悬挂至液柱容器的中心轴上，悬挂机构的设计应避免振动源与被检标准水听器之间产生直接耦合。2）通过调节水听器的入水深度和液柱的液面位置，使液柱高度L和水听器人水深度h达到适当值（通常L取20cm~~30cm，h取10cm15cm），测量不确定度应不大于1.5%。
3）通过合适的方式把加速度计刚性固定于容器外底部。4）按图3所示连接测量仪器和被检标准水听器。5）开启所有仪器设备，预热15min。6）调节功率放大器的输出量，使振动台振动有合适的纵向加速度。JJG 1018-2007
7）调节适调放大器，使其有适当的电压信号输出。8）在实际工作状态下通过把被检水听器移人和移出液柱检查被检水听器输出开路电压测量信噪比，其值应不小于30dB。9）将检定装置的工作频率设置到500Hz，被检水听器的输出波形应无明显畸变。10）启动计算机，按图4所示流程图，运行管中声速测量程序，测定当时状态下液柱谐振频率，按照液柱高度等于谐振频率下四分之一波长的关系计算声速C。仪器初始化
压装读取U.值
程控开关调至
5最小？
信号源编出存（）
算康速测量程序流程图
11）由计算机输人需要测量的频率序列，按图程序，当程控仪器调至面板控制状态时可进行
器初始化
输入各童和参数
程控开关调至
数字电压表读取 U.值
程控开关调至“2\
数字电压表读取U值
示流程图运行水听器灵敏度测量点测量。
计算M（)）
存储和输出
图5振动液柱法测量流程图
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