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水声学科普|水听器灵敏度为什么是负值
时间:2024-07-25   发布:杭州迈煌科技   阅读:601

      对于描述水听器好坏而言,无论是压电式的标量还是矢量,或者光纤水听器,它的指标众多,比如灵敏度、指向性、频率范围、工作水深(耐水压)、静态电容(压电水听器不带前置放大器才有)、电缆长度等等,其中zuizui重要的一个参数指标就是灵敏度数据,水声学中的水听器灵敏度M表示为负值,很多人不清楚为什么是负值,‌这是因为计算灵敏度时采用的基准值非常大,‌导致计算出的灵敏度值以负数(dB)的形式表示。‌具体来说,‌水听器的灵敏度定义为输出端的开路电压与换能器处自由场声压的比值,‌其单位是V/Pa。‌公式如下:

MP

如水听器在1Pa的水声声压作用下,产生的开路电压为10-3.5V,则它的灵敏度为10-3.5 V / 1 Pa =10-3.5V/Pa。

在描述灵敏度时,‌通常将计算得到的灵敏度值与一个基准值(‌1 V/μPa)‌进行比较,‌取对数后乘以20,‌得到灵敏度分贝值了,通常我们称之为灵敏度级(用黑斜体表示)公式如下:

M= 20×lg[(10-3.5V/Pa) / (1 V/μPa)]= 20×lg(10-9.5)= -190 dB

      但习惯上一般直接称之为灵敏度,只是在描述水听器灵敏度参数时通常也会注明所采用的基准值(虽说是墨守成规了,但绝不能少)。‌由于采用的基准值很大,‌计算出的灵敏度级多为负值。因此,灵敏度越高,其绝dui值越小。‌这种表示方法虽然是一种习惯,‌但它在专业领域中被广泛接受和使用,‌用以说明水听器感知声压变化的能力。

    上面提到的水声声压为交变压力,不是静水压。

    水听器在不同频率下其灵敏度是有差别的,因此,我们测量了不同频率下水听器灵敏度(使用水听器灵敏度测试装置),并记录在测试报告中。如下图所示(以RHSA-5水听器为例):

RHSA-5水听器灵敏度数据表.png

RHSA-5水听器灵敏度数据表(工作频率为1KHz-500KHz,线缆长度10米

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