Основные положения. Одним из методов определения абсолютной чувствительности гидроакустических приемников является электростатический метод или метод дополнительного электрода

 

Одним из методов определения абсолютной чувствительности гидроакустических приемников является электростатический метод или метод дополнительного электрода.

Градуировка производится в воздухе. Мембрана градуируемого приемника устанавливается на расстоянии d от поверхности дополнительного электрода. К мембране и электроду подводятся рабочее напряжение и напряжение поляризации (рис.1).

Элементы схемы L и C разделяют цепи питания.

Между мембраной приемника и добавочным электродом приложено напряжение

где - постоянное напряжение поляризации;

- мгновенное значение переменного напряжения.

Под действием приложенных напряжений мембрана будет притягиваться к электроду вследствие действия электростатических сил, величина которых для плоского конденсатора выражается формулой

где S - площадь электрода (м²);

d - ширина воздушного зазора между мембраной приемника и плоскостью электрода (м);

- диэлектрическая постоянная в вакууме.

Тогда

Величины и выбираются такими, чтобы > > .

Преобразовывая полученное выражение, получим:

 

Первый член выражения характеризует постоянную составляющую электростатической силы, не вызывающей избыточного давления и, соответственно, ЭДС на выходе приемника. Третьим членом можно пренебречь, так как он имеет двойную частоту и несет малую часть энергии. Второй член описывает ту составляющую электростатической силы, которая и создает переменное давление частоты на приемник.

Если S - внешняя площадь мембраны, то амплитуда эквивалентного акустического давления на мембране будет:

или преобразовывая,

Переходя от амплитудных значений и к их эффективным значениям, окончательно имеем:

Н/м²

или

Н/м²

где

P - эффективное давление в ньютонах на кв.метр;

- постоянное поляризующее напряжение в вольтах;

- эффективное значение переменного напряжения в вольтах;

d - зазор между мембраной и электродом в метрах.

Как видно, эффективное значение эквивалентного звукового давления не зависит от частоты, что является важным преимуществом данного метода градуировки.