中华人民共和国国家标准
GB/T3223-94
Acoustics-Free-field calibration methodofunderwatersoundtransducers
国家技术监督局 发布
目 次
1主题内容与适用范围 （1）2引用标准 （1）3术语 （3）4互易法校准 5比较法校准 (11)附录A脉冲声校准技术（补充件） （14)附录B水听器电压耦合损失的测定（补充件） (15)附录C用标准衰减器测量电转移阻抗模（参考件） 附录D用数字程控方式测量电转移阻抗（参考件） (18) (17)附录E互易常数表和灵敏度（或响应）与其级的换算表（参考件） (18)
中华人民共和国国家标准
GB/T3223-94
声学水声换能器自由场校准方法
代榕GB3223-82
Acoustics-Free-field calibration method ofunderwater sound transducers
1主题内容与适用范围
本标准规定了水声换能器在自由场球面波条件下的校准方法：互易法和比较法.
本标准的互易法适用于校准标准水听器和标准声源；比较法适用于校准测量水听器和水声发射器.率范围为几百赫到几兆赫.
本标准的测量都是在稳态条件下进行的.
当被校水声换能器的性能与环境条件（如温度、静压等）有关时，应在校准结果中说明这些环境条件.
2引1用标准
GB3947声学名调术语GB3102.7声学的量和单位GB3238声学量的级及其基准值GB3240声学测量中的常用频率
3术语
31 几何声中心 geometrical acoustic center是换能器结构或辐射表面的几何对称中心，如球形换能器的球心.注：低顾时有效声中心与几何声中心是一致的.
3.2参考声中心reference acoustic center
3.3水听器开路电压open circuit voltage ofhydrophone
水听器输出端没有电流流出时，在该点呈现的瞬时电压.单位为伏，V.
3.4换能器对的电转移阻抗Zpelectricaltransfer impedance of transducerpair
中，其主轴相对指向并位于一直线上时，水听器开路电压u与输入发射器的电流i的复数比.单位为歌[姆]，0.以数学式表示时为：
（1）
其模和幅角分别为：
1995-08-01实施
式中：U-水听器开路电压的有效值，V；
Ir-输入发射器电流的有效值，A；一水听器开路电压的相位，rad；A，--输入发射器电流的相位，rad.
注：①电转移阻抗与换能器对所处的声场、电负载、环境等条件有关时，应同时指出这些条件.
②换能器对处于白由场远场条件下时，其电转移阻抗模与换能器对声中心间的距离d成反比，即
3.5自由场[电压]灵敏度M：free-field[voltage]sensitivity
水听器输出端的开路电压：与在自由声场中引入水听器前存在于其声中心位置处的瞬时电压户的复数比值，单位为伏每帕，V/Pa.
以数学式表示时为：
其量值与相位分别为：
(5）
注：①自由场灵敏度是对平面行波面言，其相对于平面波传播的指定方向，一般为灵敏度最大的方向，声中心一般为参考声中心，它们均应在水听器上明确标出.其输出端和频率在给出灵敏度时也应指明.
（）值也用同一符号.③自由场灵敏度的相位为水听器开路电压u和自由场瞬时声压p间的相位差.
3.6自由场[电压]灵敏度[级]M：free-field[voltage]sensitivitylevel 自由场灵敏度的量值M：与基准灵敏度M，之比的以10为底的对数乘以20.单位为分员，dB.以数学式表示时为：
注：自由场灵敏度的基准值M.为1V/uPa.
3.7发送电流响应S;transmittingcurrent response
在某频率和指定方向上，离发射器声中心参考距离d.处的瞬时声压和该参考距离的乘积与输入至其电端的电流：的复数比值，参考距离为1m.单位为帕米每安，Pam/A.
以数学式表示时为：
其量值与相位分别为：
注：①发射器的指定方向，一般为主轴方向：声中心一般为参考声中心，它们均应在发射器上明确标出，其输入端（可任选）和频率在给出发送电流响应时也应指明.
3.8发送电流响应[级]S;transmittingcurrentresponselevel
发送电流响应的量值S，与其基准值S之比值的以10为底的对数乘以20.单位为分贝，dB.
以数学式表示时为：
•(9)
注：发送电流响应的基准值为1uPam/A.
3.9发送电压响应Stransmittingvoltageresponse
在某颜率或指定方向上，离发射器声中心参考距离d处的瞬时声压p和该参考距离的乘积与加到输入电端的电压u的复数比值.参考距离为1m.单位为帕米每伏，Pam/V.
以数学式表示时为：
其量值和相位分别为：
（11）
注：同3.7的注.
3.10发送电压响应[级]Stransmittingvoltageresponselevel
发送电压响应的量值|S-｜与其基准值S之比值的以10为底的对数乘以20.单位为分贝，dB.
以数学式表示时为：
注：发送电压响应的基准值为1uPam/V.
3.11电声互易原理electroacousticreciprocityprinciple
一个线性、无源、可逆的电声换能器，用作水听器时的接收灵敏度和用作发射器时相应的发送响应之比与换能器本身结构无关的原理.
注：上述比值为一常数，称为互易常数.此常数与换能器所处的声场性质有关，在自由场球面波条件下，有：
(13 )
其中
（14 )
式中：J.--自由场球面波互易常数，m²s/kg
M-自由场灵敏度，V/Pn;S--发送电流响应，Pam/A;p-煤质的密度，kg/m；复角波数，m； f-额率，Hz；do- 参考距离（=1m），m；Y- 衰减系数，dB/m； 传播系数，m-；β- 相位系数，rad/m；A 角颜率，red/s； 角波数，m"；c-声速.m/s.
4互易法校准
4.1原理
