wewnętrznej procedury pb-01 - Wydział Elektroniki, Telekomunikacji

PROCEDURA BADAWCZA
LBH PG
dok. nr PB-01
str. 1/9
wyd. 18.03.16
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
PROCEDURA BADAWCZA
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ
NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
Opracował: Krzysztof Czarnecki
Data: 18.03.2016
Podpis:
Zatwierdził: Alicja Salomon
Data: 18.03.2016
Podpis:
Spis treści
1 Cel i zakres procedury
2 Definicje
3 Odpowiedzialność i uprawnienia
3.1 Kierownik Laboratorium . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Kierownik Techniczny . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Pracownicy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Opis postępowania
4.1 Miejsce wykonywania pomiarów . . . . . . . . . . . . .
4.2 Warunki pomiarowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Pomiar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Konfiguracja aparatury . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Niepewności pomiarowe . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1 Niepewność pomiaru odległości . . . . . . . . .
4.6 Kryteria przyjęcia pomiarów . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Nadzorowanie danych . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Dokumenty związane
6 Zapisy
7 Załączniki
8 Zmiany
9 Informacje dodatkowe
9.1 Potwierdzenie weryfikacji i uzgodnień treści procedury
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
2
2
2
2
2
2
3
3
3
5
6
6
7
7
8
8
9
9
9
9
9
PROCEDURA BADAWCZA
LBH PG
dok. nr PB-01
1
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 2/9
wyd. 18.03.16
Cel i zakres procedury
Celem niniejszego dokumentu jest zdefiniowanie procedury pomiarowej odpowiedzi ciśnieniowej
na pobudzenie napięciowe w polu swobodnym oraz określenie niepewności pomiarowej i warunków,
jakie muszą być spełnione podczas prowadzenia pomiarów. Obiektem badań są przetworniki ultradźwiękowe, w tym również zespoły przetworników. Pomiary są prowadzone metodą bezpośrednią, a
następnie przeliczane według wzoru do znormalizowanej odległości jednego metra. Pomiary dotyczą
sygnałów w paśmie częstotliwościowym od 30 kHz do 100 kHz oraz w zakresie ciśnienia pobudzenia od
30 Pa do 60 kPa, natomiast wartość napięcia pobudzającego musi zawierać się w przedziale od 0,5 V
do 1 kV. Opisana w niniejszym dokumencie metoda badawcza jest znormalizowana w normie PN-EN
60565 [5].
2
Definicje
•
•
•
•
3
Przetwornik – badany przetwornik ultradźwiękowy lub zespół takich przetworników.
Hydrofon – wzorcowany hydrofon za pomocą, którego dokonuje się pomiaru.
Laboratorium – Laboratorium Badawcze Hydroakustyki Politechniki Gdańskiej.
Odpowiedź ciśnieniowa na pobudzenie napięciowe (ang. Transmitting Voltage Response), w skrócie TVR, wyraża właściwości nadawcze przetwornika ultradźwiękowego lub zespołu
takich przetworników w liniowym zakresie pracy. TVR oblicza się dla wybranej częstotliwości
sygnału, zazwyczaj jest to częstotliwość rezonansowa przetwornika. Możliwe jest również sporządzanie charakterystyk TVR dla pasma częstotliwości (tzw. częstotliwościowa funkcja przenoszenia). Pomiaru dokonuje się w tzw. polu dalekim na wybranym kierunku, zazwyczaj na osi
akustycznej.
Odpowiedzialność i uprawnienia
3.1
•
•
•
•
•
3.2
•
•
•
•
•
3.3
Kierownik Laboratorium
Nadzór nad stosowaniem procedury badawczej.
Nadzór nad dokumentami i zapisami.
Planowanie badań.
Autoryzacja wyników badań.
Zatrzymanie i wznowienie badań niezgodnych.
Kierownik Techniczny
Opracowanie procedur badawczych oraz instrukcji.
Odpowiedzialność za merytoryczną część procedury badawczej.
Prowadzenie walidacji metod badawczych.
Sporządzanie sprawozdań i raportów z badań.
Modyfikacja istniejących metod badawczych.
Pracownicy
• Wykonywanie pomiarów zgodnie z procedura badawczą.
• Archiwizacja wyników badań.
• Weryfikacja metod badawczych.
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
LBH PG
dok. nr PB-01
4
PROCEDURA BADAWCZA
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 3/9
wyd. 18.03.16
Opis postępowania
4.1
Miejsce wykonywania pomiarów
Pomiary mogą być wykonywane w basenach krytych lub w akwenach otwartych, mogą również
dotyczyć urządzeń hydroakustycznych zainstalowanych na statkach lub okrętach wojennych zacumowanych w basenach portowych. Dodatkowo Wydział Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki, Politechniki Gdańskiej udostępnia dla potrzeb Laboratorium wytłumiony basen pomiarowy, w którym
mogą być prowadzone badania niektórych przetworników ultradźwiękowych. Ponadto Wydział Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej zapewnia dla Laboratorium dostęp do
Stacji Badań Hydroakustycznych zlokalizowanej w Joninach Małych nad jeziorem Wdzydze. Stacja ta
wyposażona jest w pływający pomost o długości 40 m, kontener laboratoryjny posadowiony na pływającym katamaranie, oraz w stabilną wieżę pomiarową ustawianą na dnie jeziora. Wykonywanie badań
w różnych lokalizacjach narzuca szczególne warunki przechowywania, transportowania i instalowania
aparatury pomiarowej.
• Podczas wykonywania pomiarów na statkach lub okrętach wojennych aparatura pomiarowa powinna być umieszczona w udostępnionej w tym celu kabinie.
• Podczas wykonywania pomiarów terenowych w innych obcych obiektach dopuszcza się umieszczenie aparatury pomiarowej w samochodzie, przy zachowaniu szczególnej uwagi na bezpieczny
sposób jej mocowania w trakcie wykonywania pomiarów.
• W przypadku wykonywania pomiarów w innych obcych basenach krytych należy starannie dobrać bezpieczne miejsce usytuowania aparatury. W sytuacji braku odpowiedniego regału lub
stołu, należy zastosować stół składany będący na wyposażeniu LBH.
• Podczas wykonywania pomiarów w Bazie Terenowej w Joninach Małych aparaturę pomiarową
należy zainstalować w kontenerze pomiarowym oraz na pływającym pomoście. Dopuszcza się
używanie łodzi w przypadku, gdy badany przetwornik powinien być umieszczony na znacznej
odległości, przekraczającej wymiary dostępnego pomostu.
Aparatura pomiarowa oraz komputer do rejestracji danych pomiarowych powinny być przechowywane i transportowane w specjalnych ochronnych pojemnikach. W trakcie wykonywania badań,
szczególnie w obiektach nie należących do Politechniki Gdańskiej, należy zabezpieczyć aparaturę pomiarową oraz komputer do rejestracji danych przed dostępem osób postronnych.
4.2
Warunki pomiarowe
Pomiar TVR wymaga spełnienia wszystkich następujących warunków.
I Pomiar powinien być prowadzony w tzw. akustycznym polu dalekim [5]. Upraszczając przyjmuje
się, że warunek ten jest spełniony, jeżeli odległość pomiędzy przetwornikiem a hydrofonem
jest na tyle duża, że amplituda ciśnienia fali wypromieniowanej przez przetwornik zmniejsza
się, w przybliżeniu, liniowo wraz ze zwiększaniem tej odległości. Na potrzeby niniejszej procedury
wymaga się, aby minimalna odległość między przetwornikiem i hydrofonem wynosiła:
dmin =
πr2
/λ
(1)
gdzie λ oznacza długość wysyłanej fali akustycznej natomiast r największy liniowy wymiar powierzchni promieniującej przetwornika [1]. Wszystkie wymienione wielkości (dmin , r, λ) są
wyrażone w tych samych jednostkach np. w metrach.
II Przed przystąpieniem do właściwego pomiaru należy określić następujące parametry:
•
•
•
•
temperaturę wody w miejscu posadowienia przetwornika,
zasolenie wody w miejscu posadowienia przetwornika,
głębokość zanurzenia przetwornika,
zafalowanie lustra wody,
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
LBH PG
dok. nr PB-01
PROCEDURA BADAWCZA
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 4/9
wyd. 18.03.16
• temperaturę powietrza,
• opady atmosferyczne,
• kierunek i siłę wiatru.
Zasolenie ma znikomy wpływ na wynik pomiaru. Przyjmuje się, że jest stałe i określane w
następujący sposób:
• w polskich wodach śródlądowych i jeziorach, w tym w jeziorze Wdzydze, gdzie zlokalizowana
jest baza pomiarowa Politechniki Gdańskiej, wynosi zero promili (0h),
• w sztucznych basenach o ile nie sprecyzowano inaczej, w tym w basenie pomiarowym Politechniki Gdańskiej, wynosi zero promili (0h),
• w basenach portowych zlokalizowanych w ujściu płynących rzek, np. Portu Wojennego
Świnoujście, wynosi zero promili (0h),
• w polskiej wyłącznej strefie ekonomicznej oraz na polskich wodach terytorialnych morza
Bałtyckiego, w tym w basenach portowych polskich portów zlokalizowanych nad morzem
Bałtyckim wynosi siedem promili (7h),
• w oceanach i otwartych morzach wynosi trzydzieści pięć promili (35h).
Parametry otoczenia oraz mierzonego sygnału powinny być ustabilizowane i powinny mieścić
się w przyjętych zakresach. Dotyczy to szczególnie pola akustycznego, które w przybliżeniu powinno być jednorodne i pozbawione zaburzeń w chwili pomiaru oraz w mierzonej lokalizacji. W
warunkach laboratoryjnych warunek ten spełnia się poprzez wytłumienie ścian basenu pomiarowego, co w praktyce osiąga się przez zastosowanie specjalnie zbudowanych do tego celu komór
bezechowych [5]. W sytuacji niedostatecznego wytłumienia odbić, konieczne jest zastosowanie
dodatkowych metod minimalizujących wpływ interferencji.
Warunki dotyczące pomiarów prowadzonych w otwartych wodach stojących (jeziorach, basenach
portowych, basenach zewnętrznych, zalewach, morzu):
• Maksymalne falowanie lustra wody: 1◦ w skali Douglasa.
• Dopuszczalny zakres temperatury wody: od 0 do 30 ◦ C.
• Dopuszczalny zakres temperatury powietrza: od -5 do 35 ◦ C, przy czym nie należy eksponować aparatury pomiarowej, w tym również przewodów, na bezpośrednie działanie promieniowania słonecznego.
• Brak opadów i wyładowań atmosferycznych.
• Przestrzeń swobodna wokół przetwornika i zanurzonych urządzeń pomiarowych powinna
zapewniać prawidłowe warunki geometryczne wymagane w metodzie pomiarowej impulsowej opisane w [5].
Warunki dotyczące pomiarów prowadzonych w zadaszonych basenach zamkniętych:
• Pomiary mogą być prowadzone tylko w basenach z wodą stojącą.
• Pomiary możliwe jedynie dla przetworników o gabarytach, dla których spełnione zostało
wymaganie dalekiego pola akustycznego z punktu I.
• Basen musi być wyposażony w zestaw wysięgników i mocowań umożliwiających precyzyjne
mocowania przetwornika i urządzeń pomiarowych.
• Wymiar basenu powinien zapewniać prawidłowe warunki geometryczne wymagane w metodzie pomiarowej impulsowej opisane w [5].
• Dopuszczalny zakres temperatury wody: od 0 do 30 ◦ C.
Zapisy dotyczące rejestrowania warunków środowiskowych są bezpośrednio wprowadzane do elektronicznej karty pomiarowej i przechowywane wraz z zapisanymi rezultatami pomiarów. Dodatkowo zaleca się sporządzić szkic sytuacyjny najbliższego otoczenia uwzględniający położenie
przetwornika, przyrządów pomiarowych, linię brzegową, przebieg nabrzeża, rozłożenie pomostów, ścian basenu oraz ewentualnych przeszkód, jak np. burty zacumowanych okrętów.
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
PROCEDURA BADAWCZA
LBH PG
dok. nr PB-01
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 5/9
wyd. 18.03.16
III W niniejszej procedurze stosuje się tzw. metodę impulsową [1]. Metodę tę można zastosować, gdy
przetwornik pobudzany jest kluczowanym sygnałem sinusoidalnym (modulowanym impulsem
prostokątnym). W wyniku propagacji wielodrogowej wszystkie sygnały odbite (np. od ścian
basenu, dna, powierzchni wody lub innych obiektów) dochodzą do miejsca pomiaru później, niż
sygnał promieniowany bezpośrednio. Obserwując przebieg odebranego sygnału można określić,
który fragment jest wolny od interferencji i dalej dokonać pomiarów na podstawie tego tylko
fragmentu sygnału. Zaleca się, takie dobranie czasu trwania sygnału nadawczego, aby sygnały
dochodzące do hydrofonu w wyniku odbić nie nakładały się na sygnał dochodzący bezpośrednio
(separacja w czasie). Zazwyczaj opóźnienia sygnałów odbitych będą tym większe, im większe
będą wymiary akwenu lub basenu pomiarowego, a tym samym fragment odebranego sygnału
wolny od interferencji będzie dłuższy. Determinuje to minimalne wymiary basenu pomiarowego
oraz minimalne odległości przetwornika i hydrofonu od dna i powierzchni wody (konfigurację
rozmieszczenia urządzeń w basenie określa norma [5]).
Fragment odebranego sygnału przeznaczonego do badania musi być ustabilizowany, a zatem
należy unikać pomiarów prowadzonych w czasie tzw. stanów nieustalonych. Zjawisko to może poważnie utrudnić pomiary lub wręcz uniemożliwić zapewnienie pożądanej dokładności. W
takich sytuacjach wymagane jest wydłużenie sygnału nadawczego, tak by możliwe stało się ustabilizowanie przetwornika. Zatem uwzględniając warunek z poprzedniego punktu III, pomiary
należy przeprowadzić w większym basenie lub w akwenie otwartym w warunkach umożliwiających wydłużenie nadawanego impulsu, tak by był wyraźnie widoczny fragment ustabilizowany i
jednocześnie bez wpływu odbić.
Rys. 1. Przykład odbieranego sygnału (impuls prostokątny pokrywa się z ustabilizowanym fragmentem sygnału).
Rys. 2. Przebieg sygnału odstrojonego od rezonansu przetwornika (brak ustabilizowanego
fragmentu sygnału).
IV Przetwornik i hydrofon muszą być odtłuszczone i odpowietrzone [1, 5]. W tym celu należy je
wcześniej umyć przy pomocy środków zawierających detergenty. Natomiast przy wykonywaniu
pomiarów, po zanurzeniu w wodzie należy odczekać przynajmniej piętnaście minut, tak aby
temperatury przetwornika, hydrofonu i ośrodka wyrównały się. Dodatkowo należy zadbać o
usunięcie pęcherzyków gazu, które ewentualnie osadziły się na urządzeniu. Nie dokonanie tych
zabiegów może zasadniczo wpłynąć na wyniki pomiarów [2].
4.3
Pomiar
Według Polskiej Normy [5], pkt. 3.29 – 30, str. 23, TVR w skali logarytmicznej (wyrażone w
decybelach) jest definiowane następująco:
Γp = 20 log Sp /Sref ,
(2)
gdzie Sref jest wielkością referencyjną Sref = 1 Pa m/V, natomiast Sp jest zdefiniowane następująco:
Sp = d · Pin Upp ,
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
(3)
PROCEDURA BADAWCZA
LBH PG
dok. nr PB-01
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 6/9
wyd. 18.03.16
gdzie Pin jest wartością ciśnienia wywoływaną przez pobudzenie emitowane przez przetwornik w
odległości d i przy pobudzeniu napięciowym, którego wartość skuteczna wynosi Usk .
W praktyce wartości TVR muszą być mierzone za pomocą hydrofonu, dlatego w niniejszej procedurze do tego celu stosuje się poniższy wzór:
Γp ≈ 20 log Uodb /Unad + 20 log d/dref − 20 log Rodb /Rref ,
(4)
gdzie
• Uodb – napięcie międzyszczytowe na wyjściowych zaciskach hydrofonu
• Rodb – skuteczność napięciowa hydrofonu (uwzględniając wpływ wzmacniacza i tłumienie dodatkowych przewodów; wrażliwość, czułość, ang. pressure sensitivity of a hydrophone)
• Unad – napięcie międzyszczytowe fali sinusoidalnej przyłożonej do przetwornika
• d – odległość pomiędzy przetwornikiem i hydrofonem
• dref = 1 metr, Rref = 1 V/Pa.
4.4
Konfiguracja aparatury
Na rysunku 3 przedstawiony jest poglądowy schemat blokowy zestawu do pomiaru TVR przetwornika. Ograniczony w czasie sygnał sinusoidalny (typu „burst”) transmitowany jest z generatora
do badanego przetwornika. Następnie nadawany sygnał ultradźwiękowy, po przejściu przez toń wodną, powoduje pobudzenie hydrofonu. Jest ono rejestrowane na oscyloskopie cyfrowym. Jednocześnie
na drugi kanał oscyloskopu podawany jest pobudzający sygnał napięciowy. Wykorzystuje się go do
synchronizacji oscyloskopu oraz do wyznaczenia odległości przetwornik–hydrofon poprzez pomiar
opóźnień obydwu sygnałów. Odległość obliczana jest jako iloczyn różnicy opóźnień oraz prędkości propagacyjnej dźwięku w wodzie. Po podłączeniu wszystkich wymaganych elementów aparatury pomiarowej należy dokonać testowania poprawności działania całego systemu dokonując testowego pomiaru
innego przetwornika o znanych parametrach.
generator
?
oscyloskop
6
6
trójnik
BNC
?
hydrofon
przetwornik
Rys. 3. Poglądowy schemat konfiguracji aparatury pomiarowej (wraz z badanym przetwornikiem).
4.5
Niepewności pomiarowe
Niepewność pomiarowa jest obliczana zgodnie z dokumentem [7]. W sytuacji obliczania niepewności dla pomiaru TVR należy uwzględnić niepewności pomiarowe wszystkich zmiennych, od których
zależny jest pomiar, w następujący sposób:
s
!
∆U 2 ∆R 2 ∆U 2 ∆d 2
odb
odb
nad
∆Γp = 20 log 1 +
+
+
+
(5)
Uodb
Rodb
Unad
d
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
LBH PG
dok. nr PB-01
PROCEDURA BADAWCZA
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 7/9
wyd. 18.03.16
gdzie ∆ oznacza niepewność wyznaczania parametru następującego po tym symbolu. Informacje o niepewnościach ∆Uodb , ∆Rodb oraz ∆Unad uzyskuje się ze specyfikacji aparatury pomiarowej, natomiast
sposób oszacowania niepewności pomiaru odległości przedstawiono w następnym punkcie.
4.5.1
Niepewność pomiaru odległości
Niepewność wyznaczania odległości ∆d w oparciu o pomiar czasu propagacji fali ma charakter
złożony i składa się z niepewności pomiaru czasu na oscyloskopie oraz niepewności prędkości propagacji
fali ultradźwiękowej w wodzie c w miejscu badań. Z kolei niepewność ∆c jest złożoną niepewnością
pomiaru temperatury i zasolenia. Według [3] prędkość propagacji fali ultradźwiękowej w wodzie można
oszacować na podstawie następującego wzoru:
c = 1449.2a0 + 4.6a1 T − 0.055a2 T 2 + 0.00029a3 T 3 + 0.016h + w(T, Z)
(6)
gdzie
• h oznacza głębokość wyrażoną w metrach
• w(T, Z) to funkcja zależna od temperatury T wyrażonej w stopniach Celsjusza oraz zasolenia Z
wyrażonego w promilach: w(T, Z) = (1.34a0 − 0.01a1 T )(Z − 35)
• ai = 1 m/(◦ Ci s)
Niniejsza procedura dotyczy prowadzenia pomiarów na niewielkich głębokościach maksymalnie do
10 metrów głębokości. Dopuszczalne warunki pomiaru, i jednocześnie istniejące warunki naturalne,
przewidują wartości zasolenia Z ∈ (0h, 35h), co przekłada się na następujące niepewności pomiaru
prędkości propagacji dźwięku w wodzie:
• dla temperatury 0◦ C i głębokości zera metrów błąd względny wynosi ∆c/c ≈ 0.0334,
• dla temperatury 30◦ C i głębokości dziesięciu metrów błąd względny wynosi ∆c/c ≈ 0.0241.
Niepewność pomiaru prędkości propagacji dźwięku w wodzie należy każdorazowo wyliczyć dla pomierzonej temperatury i głębokości zanurzenia przetwornika uwzględniając wzór (6) w wyliczeniach
niepewności pomiaru odległości. Poniżej przedstawiono wzór na wyznaczenie niepewności złożonej
pomiaru odległości uwzględniający niepewność pomiaru czasu oraz prędkości propagacji dźwięku w
wodzie:
v
!
u u ∆t 2 ∆c 2
∆d = t
+
t
c
(7)
gdzie t wyraża czasy propagacji sygnału pomiędzy przetwornikiem a hydrofonem. Niepewność
pomiaru czasu ∆t jest określona w specyfikacji aparatury pomiarowej.
4.6
Kryteria przyjęcia pomiarów
Należy zachować następujące ustalenia.
• Warunki środowiskowe. W sekcji 4.2 wyszczególnione są wszystkie warunki jakie muszą być
spełnione podczas prowadzenia pomiarów. Niespełnienie któregokolwiek z tych warunków skutkuje natychmiastowym porzuceniem wyniku pomiaru.
• Liniowość (dynamika). Badania należy poprzedzić weryfikacją liniowego zakresu pracy systemu pomiarowego wraz z mierzonym obiektem. W tym celu należy dokonać pomiaru dla co
najmniej trzech poziomów napięcia (maksymalnego, −10 dB oraz −20 dB). Wyniki pomiarów,
ujęte w raporcie, powinny wykazywać brak zależności TVR od poziomu napięcia sygnału pobudzenia.
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
LBH PG
dok. nr PB-01
PROCEDURA BADAWCZA
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
str. 8/9
wyd. 18.03.16
• Powtarzalność. W ramach procedury badawczej należy sprawdzić powtarzalność pomiarów
przynajmniej dla jednej częstotliwości sygnału pobudzającego. W tym celu należy dokonać co
najmniej trzykrotnego pomiaru TVR przetwornika. Rozrzut nie powinien wykraczać poza
niepewność pomiarową.
• Tor pomiarowy. Przed i po pomiarach należy dokonać sprawdzenia toru pomiarowego pod kątem poprawności działania. W tym celu należy dokonać pomiaru innego przetwornika o znanych
parametrach elektroakustycznych.
W przypadku, gdy pomiar nie spełnia przyjętych kryteriów zostaje odrzucony.
4.7
Nadzorowanie danych
Wyniki pomiaru są na bieżąco dokumentowane w komputerze przenośnym (laptop) będącym na
wyposażeniu Laboratorium. Dane są zabezpieczone przed nieuprawnionym dostępem osób nieupoważnionych poprzez stosowanie haseł dostępu do systemu operacyjnego. Kopie sporządzonych zapisów
tworzone są na dodatkowym zewnętrznym dysku twardym.
Wyniki pomiaru zapisywane są w jednolitej formie w plikach, służy do tego celu arkusz kalkulacyjny z regułami przygotowanymi przez pracowników Laboratorium. Reguły umożliwiają doraźną
analizę wprowadzanych danych oraz niepewności pomiarowych. Nazwy plików zawierają numery kart
pomiarowych.
5
Dokumenty związane
[1] American National Standard ANSI/ASA S1.20-212 (Revision of ANSI S.20-1988(R2003), Procedures for Calibration of Underwater Electroacoustic Transducers, 2003.
[2] Robert J. Bobber, Underwater Electroacoustic Measurements, Peninsula, Los Altos, California,
USA, 1988. Orginally published by Naval Research Laboratory, Department of the Navy, Washington, DC, USA 1970.
[3] Xavier Lurton, An Introduction to Underwater Acoustics, Praxis Publishing, Chichester, UK, 2002.
[4] PN-EN ISO 80000, Wielkości fizyczne i jednostki miar, cz. 8: Akustyka, str. 14, czerwiec, 2009.
[5] PN-EN 60565, Hydroakustyka – Hydrofony – Wzorcowanie w zakresie częstotliwości od 0.01Hz do
1MHz, maj 2007.
[6] R. Salamon, Systemy Hydrolokacyjne, Gdańskie Towarzystwo Naukowe, 2006.
[7] Wyrażanie niepewności pomiaru przy wzorcowaniu, dokument EA-4/02, 1999.
[8] ITC – application, (VS – Voltage Sensitivity, Bruel&Kjaer).
[9] ITC – International Transducer Corporation – prospect – Application Equations for Underwater
Sound Transducers.
[10] Heine G. Urban, Handbook of Underwater Acoustic Engineering, STN Atlas Elektronik GmbH,
Bremen, November 2002.
[11] J. Urick, Principles of Underwater Sound for Engineers, Mc Graw Hill, 1975.
[12] PN-EN ISO/IEC 17025. Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i
wzorcujących, grudzień 2005.
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
PROCEDURA BADAWCZA
LBH PG
dok. nr PB-01
6
POMIAR ODPOWIEDZI CIŚNIENIOWEJ NA POBUDZENIE NAPIĘCIOWE
Zapisy
• Sprawozdanie z badań.
• Wyniki pomiarów.
7
Lp.
1.
8
Załączniki
Identyfikacja
FB-01-01
Zmiany
Nr zmiany
1.
2.
3.
9
9.1
Lp.
1.
Nazwa
Karta pomiarowa
Data
09.11.2015
18.01.2016
18.03.2016
Opis
Zmiany po wstępnym przeglądzie przez PCA
Doprecyzowanie zakresu procedury
Ustalenie zakresu procedury
Informacje dodatkowe
Potwierdzenie weryfikacji i uzgodnień treści procedury
Imię i nazwisko
Waldemar Lis
Stanowisko
Pracownik
Data
18.03.2016
Podpis
Dokument jest wydany przez Politechnikę Gdańską.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Przedruk, kopiowanie, reprodukowanie w całości lub w częściach tylko za zgodą wydawcy.
str. 9/9
wyd. 18.03.16