毫瓦级标准超声源规范.docx

JJG868—1994

毫瓦级标准超声源检定规程

本检定规程适用于新制造、使用中和修理后的频率范围为1～10MHz,超声声功率在1～500mW范围内的毫瓦级超声源的检定。

一概述

毫瓦级标准超声源是一种超声功率传递标准，是已知声功率输出的稳定的单频连续波超声源。它能复现一组标准超声功率量值，用于将声功率量值由声功率基准或副基准传递到声功率标准装置，用于基准和副基准之间的量值比对。

毫瓦级标准超声源由功率信号发生器(见注)、标准超声换能器、阻抗匹配器和高频数字电压表组成。标准超声换能器是由稳定性好的石英或铌酸锂等单晶材料制成的平面圆形活塞超声换能器。

送检时也可以只送标准超声换能器、阻抗匹配器及专用电缆线。

注：功率信号发生器也可以由频率综合器与宽频带功率放大器组成。

二技术要求

1外观

毫瓦级标准超声源应有明确的标志(包括型号、产品出厂号、频率、声功率等),各操作件及附件应完好有效。

2频率范围

1～10MHz,频率稳定度优于2×10~4。

3声功率范围

1～500mW。

4示值相对误差

小于±5%。

5线性度

在超声功率的动态范围内，换能器输出声功率与激励电压平方的线性度允差小于

±5%。

6绝缘电阻

在常压下标准超声换能器辐射面在水中时，其绝缘电阻应大于100MQ。

三检定条件

7检定用的仪器设备

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7.1毫瓦级超声声功率基准或副基准装置。

7.2高频数字电压表：

频率范围：0.5～10MHz;

准确度：优于±1%。

7.3信号发生器：

频率范围：0.5～10MHz;

输出电压：1mV～10V(峰-峰值);

频率准确度：优于5×10~?;

失真度：<1%。

7.4功率放大器：

频率范围：0.5～10MHz;

输出阻抗：50Ω;

最大线性输出功率：>5W;

失真度：<2%。

7.5电子数字频率计：

频率范围：0.5～10MHz;

频率准确度：优于1×10-?。

7.6标准温度计：

温度范围：0～50℃。

分度值：0.1℃。

7.7绝缘电阻测量仪：

测试电压：1000V;

准确度：±10%;

测量范围：10?~101?Ω。

8检定环境条件

室温：20～26℃;

水温：20～26℃;

相对湿度：≤80%;

大气压强：86～106kPa。

四检定方法

9外观检查

应满足第1条的要求。

10示值的检定

10.1检定装置示意图如下图所示。

10.2检定应按下列程序进行：

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电子微量天平

电子微量天平

功率信号

发生器

阻抗

匹配器

标准超声换能器

电子数字频率计

高频数字电压表

天平控制及显示

图检定装置示意图

10.2.1将(23±3)℃的除气蒸馏水注人消声水槽，消声水槽内壁、吸声材料和反射靶等表面不应附有气泡。

10.2.2测量时超声换能器的辐射面应直接与液体耦合，以避免附加耦合层引起的误差。

测量前换能器表面、靶应进行清洁处理，并应在除气蒸馏水中浸泡2h。

注意：在换能器的镀金表面浸入水中前(即换能器处于负载时),不得把电压加到换能器上，否则会损坏换能器。

10.2.3调节信号发生器的频率达到标准超声换能器规定的谐振频率(负载的)。

10.2.4仪器通电，按说明书规定的预热时间预热。

10.2.5在1～500mW超声功率范围内，选取12个激励电压测量点U?,U?,U?,

…,U?(电压由高频数字电压表测量，使标准超声换能器发射的超声声功率对应为1,3,5,7,10,20,50,100,200,300,400,500mW进行检测，每个输出功率点的重复测量次数n>5。

注：电压表测量的电压仅为激励电压的1%。

10.2.6按(1)式计算各输出超声功率点n次重复检测的平均超声功率值P:

P;=(P?+P,?+ +Pm)/n(1)

10.2.7每个功率点的标准偏差按(2)式计算：

(2)

各输出超声功率点的标准偏差应在±2%以内。

10.2.8按(3)式确定被检毫瓦级标准超声源的示值相对误差：

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(3)

式中：F,——被检毫瓦级标准超声源在某一激励电压点U;所测的平均超声功率值；P;——相应于某一激