Акустические измерения

Рассмотрены общие вопросы акустических измерений, выбор условий и режимов измерений.
Разобраны методы градуировки электроакустической аппаратуры и определения характеристик преобразователей. Описаны методы спектрального и корреляционного анализа акустических сигналов.
Приведены данные по определению акустических свойств материалов - скорости и поглощению звука, упругим и пьезоэлектрическим модулям.
Учебник "Акустические измерения" предназначен для студентов специальности 0610 "Электроакустика и ультразвуковая техника". Может быть использован студентами и аспирантами смежных акустических специальностей, а также работниками НИИ и заводов, имеющих дело с акустическими измерениями.

Оглавление
Предисловие
Введение
Глава 1. Общие вопросы акустических измерений
§ 1.1. Единицы физических величин, используемые при акустических измерениях
§ 1.2. Измерительные излучатели и приемники звукового давления
1.2.1. Измерительные излучатели звука в воздухе
1.2.2. Измерительные приемники звука в воздухе
1.2.3. Измерительные излучатели и приемники в жидкостях
1.2.4. Эквивалентные шумы пьезоприемников
1.2.5. Дисковые и пластинчатые измерительные преобразователи
1.2.6. Параметрические излучатели и приемники ультразвуковых колебаний
§ 1.3. Измерение мощности, интенсивности звука и плотности звуковой энергии
1.3.1. Термоэлектрические приемники мощности
1.3.2. Калориметрические методы измерения мощности
1.3.3. Дилатометрический метод измерения мощности и интенсивности
1.3.4. Определение мощности и интенсивности на основе измерения звукового давления
1.3.5. Радиометры
§ 1.4. Измерение характеристик кавитирующей жидкости
1.4.1. Основные характеристики кавитирующей жидкости
1.4.2. Оценка эффективности кавитации по интенсивности кавитационного шума
1.4.3. Оценка эффективности кавитации по величине эрозии
1.4.4. Оценка эффективности кавитации по звукохимическим процессам
§ 1.5. Измерение вибрации твердых тел
1.5.1. Приемники колебательного смещения
1.5.2. Приемники колебательной скорости
1.5.3. Приемники колебательного ускорения
1.5.4. Воздействие приемников вибрации на колеблющуюся поверхность
1.5.5. Крепление виброприемников к колеблющейся поверхности
1.5.6. Измерительные возбудители звуковых колебаний в твердых телах
1.5.7. Измерение мощности, передаваемой вибрациями
Глава 2. Обеспечение условий акустических измерений
§ 2.1. Измерительные объемы в воздухе и воде. Методы оценки их характеристик
2.1.1. Измерительные трубы
2.1.2. Заглушенные камеры
2.1.3. Реверберационные камеры
2.1.4. Производственные помещения
2.1.5. Измерения на открытом воздухе (в открытых пространствах)
2.1.6. Гидроакустические измерительные трубы
2.1.7. Измерительные гидроакустические бассейны
2.1.8. Измерения в естественных водоемах и море
2.1.9. Измерительные объемы в твердых телах
§ 2.2. Характеристики акустических сигналов
2.2.1. Синусоидальный (гармонический) сигнал
2.2.2. Белый шум
2.2.3. Импульсный режим
2.2.4. Сложение акустических сигналов
§ 2.3. Режимы работы при акустических измерениях
§ 2.4. Использование направленных приемников и излучателей звука в замкнутых объемах и при натурных измерениях
2.4.1. Параметры, используемые для оценки направленных свойств преобразователей
2.4.2. Характеристики направленности в полосе частот
2.4.3. Применение направленных систем при акустических измерениях
§ 2.5. Учет явлений интерференции и дифракции звука при постановке акустических измерений
2.5.1. Интерференционные явления
2.5.2. Дифракционные явления
2.5.3. Учет явлений дифракции при измерении коэффициента поглощения образцов в реверберационных камерах
2.5.4. Учет дифракции при измерении звукоизоляции образцов материалов в виде пластин
2.5.5. Дифракционные постоянные приемников и излучателей звука
2.5.6. Влияние на результаты измерений дифракции и интерференции на элементах крепления
Глава 3. Градуировка измерительных преобразователей
§3.1. Градуировка электроакустических измерительных трактов. Электрическая градуировка трактов
3.1.1. Сквозная градуировка приемного измерительного тракта
3.1.2. Электрическая градуировка измерительного тракта
3.1.3. Двухступенчатая градуировка
3.1.4. Калибровка измерительных трактов
§ 3.2. Градуировка приемников и излучателей звука сравнением с образцовым преобразователем
3.2.1. Градуировка приемников звука сличением
3.2.2. Градуировка методом замещения
§ 3.3. Градуировка электроакустических преобразователей на основе принципа взаимности
3.3.1. Принцип взаимности
3.3.2. Градуировка методом трех преобразователей
3.3.3. Градуировка на основе самовзаимности
3.3.4. Градуировка путем измерения электрического сопротивления в воде и воздухе
3.3.5. Градуировка в камере малого объема
§ 3.4. Градуировка методом пистонфона
§ 3.5. Градуировка микрофонов электростатическим методом
§ 3.6. Градуировка гидрофонов методами электродинамической и пьезокомпенсации
3.6.1. Метод электродинамической компенсации
3.6.2. Метод пьезоэлектрической компенсации
§ 3.7. Градуировка в столбе колеблющейся жидкости
§ 3.8. Градуировка приемников вибраций
3.8.1. Градуировка приемников вибрации методом взаимности
Глава 4. Измерение характеристик и параметров акустических излучателей и приемников
§ 4.1. Измерение частотных характеристик чувствительности
§ 4.2. Измерение характеристики направленности и коэффициента концентрации преобразователей
4.2.1. Измерение характеристики направленности
4.2.2. Определение коэффициента концентрации
§ 4.3. Измерение акустической мощности и КПД электроакустических преобразователей
4.3.1. Определение акустической мощности на основе измерения звукового давления
4.3.2. Определение излучаемой мощности подводных излучателей по измерениям в воздухе и жидкости
4.3.3. Определение электроакустического КПД излучателей звука
§ 4.4. Измерение электрических параметров электроакустических преобразователей
4.4.1. Измерение нелинейных искажений
§ 4.5. Автоматизация акустических измерений с целью повышения точности и надежности результатов
4.5.1. Получение зависимостей измеряемой акустической величины от частоты, температуры, статического давления
4.5.2. Стабилизация акустических величин
4.5.3. Аналоговые методы выполнения вычислительных операций
4.5.3.1. Суммирование и вычитание
4.5.3.2. Умножение и деление
4.5.3.3. Логарифмирование сигналов
4.5.3.4. Дифференцирование и интегрирование
4.5.4. Применение цифровой электронной вычислительной техники при акустических измерениях
Глава 5. Анализ измеряемых сигналов
§ 5.1. Методы выявления сигналов при наличии помех
§ 5.2. Основные положения спектрального анализа
5.2.1. Характеристики фильтров
§ 5.3. Спектральный анализ сигналов аналоговыми средствами
5.3.1. Особенности последовательного анализа
5.3.2. Особенности одновременного анализа
5.3.3. Измерение взаимной спектральной плотности сигналов
5.3.4. Спектральный анализ случайных процессов
§ 5.4. Спектральный анализ сигналов методами и средствами цифровой обработки
5.4.1. Дискретизация и квантование непрерывных сигналов
5.4.2. Специализированные процессоры быстрого преобразования Фурье
5.4.3. Цифровые фильтры
5.4.4. Выбор вида спектрального анализа
§ 5.5. Корреляционный анализ сигналов
5.5.1. Основные понятия
5.5.2. Типовые корреляционные анализаторы
5.5.3. Измерение акустического отношения корреляционным методом
5.5.4. Выделение слабого гармонического сигнала на фоне помех, имеющих шумовой характер
5.5.5. Определение значимости шума отдельных источников в общем звуковом поле
5.5.6. Измерение акустических характеристик образцов материалов корреляционным методом
5.5.7. Определение скорости звука и вида звуковых колебаний в конструкциях
§ 5.6. Статистический анализ сигналов
5.6.1. Гауссово распределение
5.6.2. Логарифмически гауссово (нормальное) распределение
5.6.3. Распределение Рэлея
5.6.4. Представление результатов статистического анализа
5.6.5. Аппаратурные методы проведения статистического анализа акустических процессов
Глава 6. Измерение акустических характеристик материалов
§6.1. Методы измерения скорости распространения звука в газах, жидкостях и твердых телах
6.1.1. Интерферометрические методы определения скорости звука
6.1.2. Импульсные методы измерения скорости звука
§ 6.2. Методы измерения коэффициента поглощения звука
6.2.1. Интерферометрические методы измерения коэффициента поглощения
6.2.2. Резонансные методы измерения коэффициента поглощения
6.2.3. Импульсные методы измерения коэффициента поглощения звука в материалах
6.2.4. Установки для одновременного измерения скорости и коэффициента поглощения звука
6.2.5. Учет дифракционных и волноводных явлений при измерении скорости и коэффициента поглощения звука
§ 6.3. Измерения звукоизоляции, звукопоглощения и акустического сопротивления образцов материалов
6.3.1. Измерение звукоизоляции
6.3.2. Измерение звукопоглощающих свойств образцов материалов
6.3.3. Измерение времени реверберации
6.3.4. Измерение коэффициента отражения образцов
6.3.5. Измерение акустического сопротивления образцов материалов и конструкций
§ 6.4. Измерение пьезоэлектрических и магнитострикционных констант. Измерение упругих постоянных
6.4.1. Измерение пьезоэлектрических постоянных
6.4.2. Измерение магнитострикционной постоянной
§ 6.5. Акустические измерительные приборы, выпускаемые промышленностью
Литература
Алфавитный указатель