由于地震检波器是反映所受压力敏感程度的压力传感器,因此需要建立一个已知的均匀压力场对其进行测试。目前对于传感器耦合,一般有密封液体罐构成的液压压力场和声源系统构成的声学压力场(以下简称声场)。但是这些压力场受环境影响,而且压力控制较困难。目前对水听传感器的测试一般采用耦合腔互易测量、压电补偿法、震动液柱法、密闭腔比较法等几种对比测量方法。
为了方便测试,本文采用密闭腔比较法。两端密闭的刚性圆桶模拟自由场环境,圆管的一端为电动式低频扬声器,作为声场的驱动源;另一端用钢性材料密封。为了验证该装置近似满足自由场的条件,并对该装置进行理论验证。通过仿真不难看出:管内的不同位置在同一频率的声源激励下,各个点的声压值变化不大,同一位置随时间变化。各点的声压值几乎不变,因此可以认定该装置近似满足自由场的条件。
4、 测量的系统设计与实现
本系统采用嵌入式32位ARM器件S3C2410作为主控CPU,依据对比测量法原理,设计便携式多功能检波器特性测量仪,具有单点及扫频测量检波器低频接受电压灵敏度、电压灵敏度级、直流电阻以及频率计数器的功能。本系统包括正弦信号发生模块、功率放大模块、数据测量模块、数据存储模块、USB接口、网络接口、串行接口和上位机软件。系统结构原理框图如图1所示。
4.1 激励信号源
激励信号源包括正弦信号发生模块和功率放大模块两部分,产生推动电声换能器的功率激励信号。其中,正弦信号发生模块采用ADI公司的DDS器件—AD9833型可编程波形发生器,能产生正弦波、三角波和方波信号,其输出频率范围为0 MHz~12.5 MHz。AD9833原理框图如图2所示。