J可F
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1861—2020
1 kHz～200 kHz 水声换能器校准规范
Calibration Specification for Underwater Sound Transducers
in1kHzto200kHz
2020-09-11发布
2021-03-11实施
国家市场监督管理总局发布 JJF1861—2020
1 kHz～200 kHz 水声换能器
校准规范 Calibration Specification for Underwater Sound Transducers
JJF 1861—2020
in1kHzto200kHz
归口单位：全国声学计量技术委员会
主要起草单位：中国船舶重工集团公司第七一五研究所参加起草单位：中国科学院声学研究所
中国船舶重工集团公司第七二六研究所
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1861—2020
本规范主要起草人：
易文胜（中国船舶重工集团公司第七一五研究所）赵颂阳（中国船舶重工集团公司第七一五研究所）赵涵（中国船舶重工集团公司第七一五研究所)
参加起草人：
莫喜平（中国科学院声学研究所）
王艳（中国船舶重工集团公司第七二六研究所） JJF1861—2020
目 录
引言 1
(Ⅱ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (9) (9) (9) (10) (10) (11) (14) (16) I
范围· 引用文献
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3 术语和计量单位· 3.1 等效电阻抗模.. 3.2 等效电导纳模 3.3 自由场灵敏度.· 3. 4 自由场灵敏度级. 3.5 发送电压响应 3.6 发送电压响应级. 3.7 发送电流响应· 3.8 发送电流响应级 3.9 声源级. 3.10 指向性图案 4 概述· 5 计量特性： 5. 1 等效电阻抗模、等效电导纳模.. 5. 2 自由场灵敏度级· 5.3 发送电压响应级· 5. 4 发送电流响应级 5. 5 声源级 5.6 指向性· 6校准条件…. 6.1环境条件 6.2 测量标准及其他设备 7 校准项目和校准方法 7.1校准项目 7.2 校准方法· 8校准结果表达· 8.1 校准数据处理 8. 2 校准证书 8.3校准结果的测量不确定度 9复校时间间隔附录A 校准证书的内容附录B 脉冲声校准技术附录 C 测量不确定度评定示例 JJF1861—2020
引言
JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001一2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范在制定中参考了GB/T7965一2002《声学 水声换能器测量》和GB/T7967—2002《声学 水声发射器的大功率特性和测量》中规定的测量方法。
本规范为首次发布。
II JJF1861—2020
1kHz～200kHz水声换能器校准规范
1范围
本规范适用于1kHz～200kHz频率范围内水声换能器的校准。
2引用文件
本规范引用了下列文件： JJG449一2014倍频程和分数倍频程滤波器 JJF1001通用计量术语及定义 JJF1034声学计量名词术语及定义 JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示 GB/T3102.7声学的量和单位 GB/T3947—1996声学名词术语 GB/T7965一2002声学水声换能器测量 GB/T7967一2002声学水声发射器的大功率特性和测量凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语和计量单位
JJF1001、JJF1034和GB/T3947一1996界定的及以下术语和定义适用于本规范。 本规范采用GB/T3102.7中规定的量和单位。
3.1等效电阻抗模equivalent electric impedancemagnitude
在某频率下水声换能器电端的瞬时电压与引起的瞬时电流之复数比为等效电阻抗，其幅值为等效电阻抗模，符号为1Z1。
注：单位为欧姆（2）。 3.2等效电导纳模 equivalent electric admittance magnitude
水声换能器等效电阻抗的倒数为等效电导纳，其幅值为等效电导纳模，符号为IYI。
注：单位为西门子（S）。 3.3自由场灵敏度free-fieldsensitivity
接收换能器输出端的开路电压，与在声场中引人换能器前存在于换能器参考声中心处的自由场声压的比值，符号为M。
注：单位为伏每帕（V/Pa）。 ［JJF1034—2005，定义3.64
1 JJF1861—2020
3.4自由场灵敏度级free-fieldsensitivitylevel
自由场灵敏度的量值与基准值之比值的以10为底的对数乘以20，符号为M。 注：单位为分贝（dB）；基准值为1V/μPa。
3.5发送电压响应transmittingvoltageresponse
水声换能器在某频率下、在指定方向上，离其参考声中心1m处的表观声压与加到输人电端的信号电压的比值，符号为Sv。
注：单位为帕米每伏（Pa·m/V）。 ［JJF1034—2005，定义3.67]
3.6发送电压响应级transmitting voltage response level
发送电压响应的量值与基准值之比值的以10为底的对数乘以20，符号为Sv。 注：单位为分贝（dB)；基准值为1μPa·m/V。
3.7发送电流响应transmittingcurrentresponse
水声换能器在某频率下、在指定方向上，离其参考声中心1m处的表观声压与输
人电端的电流的比值，符号为SI。
注：单位为帕米每安（Pa·m/A）。 ［JJF1034—2005，定义3.68
3.8发送电流响应级transmittingcurrentresponselevel
发送电流响应的量值与基准值之比值的以10为底的对数乘以20，符号为S1。 注：单位为分贝（dB)；基准值为1μPa·m/A
3.9声源级soundpressurelevelofasoundsource
水声换能器在某频率下、在指定方向上，离其参考声中心1m处的表观声压级，符号为Lp。
注：单位为分贝（dB)；基准值为1uPa·m 3.10指向性图案directivitypattern
频率固定时，在通过参考声中心的指定平面内用图形描述的，水声换能器灵敏度作为发射或人射声波方向的函数。
［JJF1034—2005，定义3.54
4概述
水声换能器是实现水中声能与电能相互转换的器件。当处于发射状态时称为发射换能器，由电能转换为声能，以一定的转换特性向水中发射声波；当处于接收状态时称为接收换能器（或水听器），由声能转换为电能，以一定的转换特性接收水中声信号。一般情况下，水声换能器既能用于发射，也能用于接收。水声换能器由有源元件、水密包覆层、支撑结构和电缆等组成。 2 JJF1861—2020
5计量特性
5.1等效电阻抗模、等效电导纳模
水声换能器等效电阻抗模一般在1Q～100k2之间，等效电导纳模一般在10uS～ 1S之间 5.2自由场灵敏度级
水声换能器自由场灵敏度级一般在一220dB～一160dB（基准值为1V/uPa）之间。
5.3发送电压响应级
水声换能器发送电压响应级一般大于100dB（基准值为1uPa·m/V）。
5.4发送电流响应级
水声换能器发送电流响应级一般大于100dB（基准值为1uPa·m/A）。 5.5声源级
水声换能器声源级一般在100dB～220dB（基准值为1uμPa·m）之间。 5.6指向性
用指向性图案表征的，有指向性的水声换能器波束宽度一般不小于2°，最大旁瓣级一般不大于一3dB；无指向性水声换能器在360°范围内的响应起伏不大于3dB。
注：波束宽度是指从主轴的最大响应下降3dB时左右两个方向间的开角29-3邮，最大旁瓣级是
指最大旁瓣（通常是第一旁瓣）比主轴响应下降的分贝数。
6校准条件 6.1环境条件
环境条件及其要求如下： a）环境温度：5℃～35℃； b）相对湿度：不大于90%； c）媒质温度：5℃～30℃。
6.2测量标准及其他设备 6.2.1标准水听器
在频率范围1kHz～100kHz内，自由场灵敏度级测量不确定度不大于0.7dB （k=2）；在频率范围100kHz～200kHz内，自由场灵敏度级测量不确定度不大于 0.9dB（k=2)。 6.2.2信号发生器
在频率范围1kHz～200kHz内，电压示值最大允许误差应不超过士1%，频率示值最大允许误差应不超过士0.02%。 6.2.3数字示波器
通道数不少于4通道，在频率范围1kHz～200kHz内，垂直偏转系数应不超过 ±3%。
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