本标准规定了水听器加速度灵敏度的测量方法。本标准适用的测量频率范围为10~2 000 Hz，加速度值的范围为1~100 m/s2。 GB/T 17251-1998 声学 水听器加速度灵敏度校准方法 GB/T17251-1998 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本标准规定了水听器加速度灵敏度的测量方法。本标准适用的测量频率范围为10~2 000 Hz，加速度值的范围为1~100 m/s2。

GB/T17251—1998
水听器加速度灵敏度测量方法在我国工业和科研部门中使用多年，为统：-测量方法，保证测量量值的统一和准确，特制定本标准。本标准的附录A是提示性的附录。本标准由全国声学标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中国船舶工业总公司第七一五研究所、中国科学院声学研究所。本标准主要起草人：薛耀泉、朱原卿、衰文俊、沈建新。1范围
中华人民共和国国家标准
声学水听器加速度灵敏度校准方法Acoustics--.Calibration method of hydrophoneacceleration sensitivity
本标准规定了水听器加速度灵敏度的测量方法。GB/T 17251—1998Www.bzxZ.net
木标准适用的测量频率范围为10～2000Hz，加速度值的范围为1~100m/s。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标推出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标游的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB3240-—82声学测量中的常用额率GB3/T3947-1996声学名词术语
3定义
本标准采用下殖定义：
acceleration scnsitivity of hydrophone3.1水听器如速度灵敏度
在某一方向作加速度运动的水听器的开路电压U。与该力向上的加速度a之比。单位为伏·秒平方每米,V-s'/m。
以式(1)表示：
M. = U,/a
3.2水听器加速度爽敏度级accelerationsensitivitylevelofhydropbane（1）
水听器加速度灵嫩度值M。与基准灵敏度M.之比的以10为廉的对数乘以20，单位为分贝，dB，以式(2)表示：
Mr = 20lg(M./M)
注：基准灵敏度一般取1V·a/m。在作出说明的情况下，也可取1/9.80V·/m。4校准
4.1.校准水听器加速度录敏度的方法2
根据定义，当校准水听器加速度灵度时，在给定频率的情况下有两个独立量需要测量，个是被校水听器承受的振动加速度，另一个是它受到振动时的开路输出电压。测鼠摄动加速度的方法有两种：一是用一般的压电加速度计，一是用激光测振仪。4.1.1标准加速度计法
被校水听器所承受的摄动加速度可以用振动台上的标准加速度计给出，被校水听器的加速度灵敏度：
GB/T17251—1998
M, = 20lg
+ 20lgM - 20lgM.
武中：U.-标准速度计放大器的输出电压，V#M——标准加速度计(包含加速度计放大器放大量)的电压灵敏度，V·s/m；AM.r
一基准灵敏度，V.s\/m。
推荐校准设备联接图如图1所示。把被校水听器和标准加速度计同时刚性地固定在振动台的台面上，使它们受到相同加速度的作用。振动台台面在某一類率振动加速度作用下首先测量加速度让前置敢大器的输出电压，然后测量被校水听器的开路电压，若被校水听器其有高输出阻抗时，则它的输出端必颁接入具有更高输入阻抗的前些放大器进行阻抗转换。最后代人式(3)或(4)计算测量结果。电荷效人器
前受敌无器
标准加速度计
功率放大器
带匾泄波器
避量效人器
率合成器
示糖婴
数字电压衣
图1用标准加速度计校难水听器加速度灵敏度的图4.1.2激光测振
被饺水听器所手受的振动加速度用激光测振仪直接测量时，被校水听器的加速度灵敏度可直接用式（1)计算。推荐的校准框图如图2所示。把被校水听器刚性地固定在振动台台面上，光探头聚焦点选在被测水听器顶部的某·点，激光测振仪直接测得水听器承受的振动加速度。若被校水听器具有高输出阻抗时，则它的输出端必须接入具有更高输入阻抗的前置放大器进行阻抗转换，然后再输至测量放大器。
激光探头
振动台
徽光盛撒
登放大器
示波器
功率放大器
滤浊器
测最放大器
数宇电压表
顺举合成器
仪器控制器
外用设备
4.2校准信号与额率
G/T 17251—1998
推荐正弦信号作为校准用的信号，在使用额段内，倍号频率应采用GB3240中频率系列所规定的频率。在。般情况下，准赖率采用1/3倍频的中心顺率，如若需要，测量频率间隔也可根据需要调节，频率不确定度要求小于0.2%。4.3校准设备与环境要求
4.3.1振动台
振动台是产生稳定正弦振动的振动源。校准时，加速度计和被校水听器同时刚性地安装在它的台面上。一般要求摄动台的频率范翻为10~20001z，加速度的范围为1～100m/s*要求振动的非线性失真小于1%，不稳定度每小时小于0.5%。振动台台面要有足够的刚度和厚度，避免在使用频率范固内台面产生弯曲或共振，导致波形失真或不稳定。还要求振动台台面卡整光猎，瘦于速度和水所器与台问能可靠连接。振裂台应保持垂直方向振动，横向振动分量应小于3%。4.3.2标谁加速度计
a）雄速度计的录敏度必须经过校准并在合格周期范围内使用，它的标准不确定度小于3%；b）横向灵敏度与纵向灵敏度之比不得大于3%：c）加速度计在要求的题率范围内动慈范围的非线性失真小于1%：d）加速度计的非振动环境灵敏度的影响量应小于--30 dB。法：加速度计是机电转换器，它应只响应加速度，对其他物理单不做感，但出于传感器结构形式和嫩感元件对多种物理量的确应特性等菌素，使得传感器在测量菜一钢理基时还受我他物理量的影响·如：电遮场的影啊，温度场的影响或环境噪声场的影瑜等等，这种除对加速度响应之外对其他物理量的敏程度统称为他的非振动环境烫敏度。
4.3.3激光测振仪
光测搬仪悬非接触式振动传感器，按难时无需在被校水听器上安装反射镜，反射器或附加其他任何反射涂层，从而完全避开了在被校水听器上附加质量所造成的影响，把激光测振仪输出的聚巢型光束策集在被校求听器搬动加速度方向的影个面上，腰光视振假中的速度解码器可以直接出破校水听器的振动加速度。激光测振仪应满足如下条件：a）激光测振仪必须经过校准，并在合格周期内使用，它的校准不确定度小于1%；b）激光测振仪在本标推要求的频率范围内动态范用的非线性失真小于0.5%；c）激光测振仪的测最距离大于0.3m。4..4放天器电压表和滤器
标准加速度计的输出抗很商，般应用电荷放大器作为其前置放大器，电荷放大器的输出电压可以由数字电压表直接读取，必要时也可再经测量放大器效大后读。电压表的测量不确定度应小于o. 1 dB.
被测水听器的开路电压经测量放大器放人后也电压表读敢。要求测量放大器的输入阻抗比水听器的阻抗至少高100倍(由此引人的电压耦合损失将小于0.1dB),若放大露的输人阻抗达不到上述要求时，必须预先用高输人抗的前留放大器进行阻抗转换。为了提高测量信噪比，尤其是为了在测量加速度灵敏度很低的水听器时为确保有足够信噪比，量放大器需配加带通滤波器组，也可以用以振动激励信为参考信号的锁相放大器或外举大器。4.3.5实验室环境条件
）实验室温度应挖制在测量设备和水听器正常工作的范围内，振动台或振动台周围应无热源，以避免室内形战温差梯度瓶产生环境温度变化，影响测量精度；站址这恒产出站址信业主海
4.4加速度计和被校水听器的安装GB/T 17251—1998
采用加速度计测振法时，标推加速度计和被校水听器必须同时安装在振动台台面上，为了保证被校水听器加速度测量的准确，它们安放如图1所示，在被校水听器两边各安装一只加速度计同时监测台面振动加速度。如果振动台振动稳定，台面振动分布均匀，并且被校水听器安装以后不影响振动台台面振动的分有，则也可以应用一只加速度计。4.4.1压电加速度计的安装
以下两种安装方式均可采用：
动台面
振动台台面
图3压电加速度计安装示意图
a）钢柱螺栓连接法：把压电加速度计用钢柱螺栓拧紧在振动台面上如图3（）斯示。如果安装表面不够光滑平整，则在拧上压电加速度计前在其底部抹上一层薄薄的硅胎。若台面带电，则要求用绝缘片(如云母片)作垫片再用刚作绝缘螺栓紧：b）永铁连接法：把正电加速度计用钢柱螺栓连接在永磁铁上，再将永磁铁吸附在振动台台而上，如图3(b)所示。用本连接法时，振台台面必须应用与磁铁相吸的金属材料,例如钢。无论上述哪种安装，都必须保证加速度计轴向垂直振动台面。4.4.2被校水听器的安装
）通过专门设计的变具把被校水听器固定于握动台台面，夹具的结构形式和爽持方式必须保证不改变水听器对加速度的响应和保持台面振势加速度无衰减地传递给水听器：6）被校水听器安装位置处的加速度必须与标准加速度计所在点的加速度值相等自方问相同。5校准不确定度
水听器加速度灵敏度校准的不确定度用随机影响引起的不确定度分量（简称A类分量）和系统影嘲引起的不确定度分量（箭称B类分量)综合而成。校准条件在满足本标准规定的情况下,B类不确定度分量小于0.6dB。GB/T17251—1998
附录4
（提示的附录）
校准结果不确定度分析
校准结果的不确定度反映了对被校量值的认识不足。对已认识的系统影响进行修正后的校准结果仍然是被校载值的估计值，因为还存在着由随机影响引起的不确定度和由于对系统影响修正不完全而引入的不确定度。
由随机影响引起的不确定度分量称为A类标准不确定度分（简称A类分量），由系统影响修正不完全而引入的不确定度分量称为B炎标准不确定度分量(简称B类分量)。A1A类标准不确定度分量
A类标准不确定度分量用统计分析方法评定.用标准偏差表示。若水听器加速度灵敏度校准结果用单次校准值表示时、A类分量用校准装置的实验标准偏差S，来表示，它的估算式是：WA-S,
--++( Al )
若用次独立校准的算术平均值表示时，A类分量用半均值的实验标准偏差来表示，它的估算式为：
wa =S,-S/ Vn
式中：M.———次独立校准的加速度灵敏度V-/m:M--多次独立校准的加速度灵敏度算术-平均值，V·s*/m;充——独立校准次数。
由此可见，有限次校准的算术平均值的实验标准偏差与\成反比：校准次数增加，算术平均值的分散性减小，但当>20时，S，减小的速度减慢，校准次数的增加意味着校准时间和成本的增长，因此…*般情况下 n取 4~20 次之间,本标推荐=6。A2B类标准不确定度分量
在水听器加速度灵敏度校准中B类标谁不确定度分量主要包含以下几个方面的影响量：a）标推加速度计校准值的不确定度，若置信水平在99%（一3)时的不确定度为7.5%，则它的B类标准不确定度为：
#B—2.5%
b）本标中允许标准如速度计横向与纵尚灵敏度之比小于3%，允许振动台的横向分基小于3%，因此校结果中横向分量的影响为0.09%（置信水平95%，表一2)，所以有：wB-0.045%
）校准装置中电压测量系统是标准加速度计和水听器公用的，因此它引入的影响必须加倍。木标准要求电压的不确定度小丁1、2为(置信水平95%,=2),因此有：u=1.2%
d）本标准中要求测量放大器的输入阻抗比水听器的阻抗高100倍，因此可以引入电压耦合损失约为1.2%：
CB/T 17251- 1998
）本标准要求信号频率不确定度为0.5不(置信水平95%,-2),则：MmEe - 0. 25%
因此B类分量
: 3. 2% (0. 3 dB
13合成标准不确定度
水听器加速度灵敏度校准中，校推结果的标雅不确笼度包含有A类分量和B类分量，显然，它们是相互不相关的。因此，合成标谁不确旋度是它们的方和根值：u— Vu +
A4扩展不确定度
扩展不确定度用U丧示,因此水听器加速度灵敏度的校准结果可以表示为M.-M、±U
由合贼不确定度乘包含因了得到即：U-k-uc
（A3)
-{A4）
-（A5)
包含固子的值是根据冠,二(！的区间要求的置信水平而选择的，一般在2～3范周内，当表=2时,区间的置倍水平约为95%，当要求更高置信水平时，可以取更=3,此时置信水平约为9%。本标准推荐起2.
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