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水声换能器原理试题及答案
中国海洋大学命题专用纸,首页,
2006学年第1学试题名称,水声换能器原理,A卷,共2页第1页
专业年级,学号姓名授课教师名分数
一、1、1(0分)简述什么是矢量水听器,简单分类并简述它的优点。
2、1(0分)何为水声换能器基(阵)的方向特性,其改善方法有哪些,
2TEk,S二、1、9(分)诠释符号的物理含义:Q、T、、、d、M
2、1(2分)解释下面方程组的物理含义,写出它的矩阵形式并给出x,?,,,?42
E,x,sT,dEn(,m,1,2,3)jjiimjm,T,,nm,,dT,Ei(,j,1,2,...6),nniim4,,
3、5(分)给出压电陶瓷水声换能器的电路状态方程的一般数学表达式,并解
释其物理意义。
4、5(分)比较压电长条片半波长振子与四分之波长振子的工作特性。三、9(
分)有间距为d的n个点声源组成的一均匀线列基阵,当工作频率为对(f
应波长为入)时,求:?G(0)二,(自定坐标系和定向平面)
?方向性锐度角@二,
?出现极大值和极小值的条件。
四、8(分)在ox轴上有一等间距d(二0.25人)排列的非均匀振幅分布的复合声
学系统,该系统各振元振幅之比为1:2:3:4:3:2:1,求:
?在xoy定向平面中的G(a)=?
?当。二五/3时,G(n/3)=?
五、1(6分)某声呐站的水声换能器是由PZT制成可(逆式),声信号的辐射面积
,为S,表面振速为,它的机电转换系数静态电容为C,电损耗阻抗
R,,00f
机械损耗阻抗分别为R,换能器的等效柔顺性系数C、等效质量为M,当它mmm
PZ,R,j/置于自由场声压的海水中,辐射阻抗为,声场的畸变系数fSSS
,为,当换能器的开路输出电压为U时,
?画出该换能器处于发射状态时的等效机电图并写出机械振动方程;
?求出水介质中换能器的谐振频率、机电效率、电声效率和Q:M
?以此换能器接收时,画出其机电等效图并求出谐振状态时的M=?U
命题教师或命题负责人院负责人授课教师签字签字年月日
中国海洋大学命题专用纸,附页,
2006学年第1学期试题名称,水声换能器原理A(卷)共2页第2页
六、1(6分)假设有一圆管型压电换能器,其内外半径分别为a、b,高为1,工
作时,两端暴露,单位面积上受力为P,内表面屏蔽不(受力),外表面单位0
g,,g面积上受到的力为P,压电常数采用g)(,设内外半径比为03331
0,我们可以分别得到三种极化状态下的开路电压接收灵敏,,ab/0,,,1
度为:
,1,比bg[,g2(,,)]径向极化;133311,,
2g31M,l[,g]纵向极化:23321,,
,),g]切向极化:,其中N为弧形单元的个数331331N1,,In
9
?试讨论三种极化方式下,当b固定不变时,灵敏度随的变化情况,以为,,横
坐标,M为纵坐标,分别画简图表示。
?通过?的结果,分析采用径向极化时应注意哪些问题,
b2,l?在薄壁圆管的近似条件下,且有,三种极化方式下的灵敏度哪个最,N
大,说明理由。
?给出两端纵(向)极化的压电长圆棒在相同工作条件下的接收灵敏度。
水声换能器原理A(卷)参考答案
第一题:
1、同时测量水中声压标(量)和同一点介质质点振速矢(量)的水听器,叫做矢
量水听器。
矢量水听器分为两类:声压梯度型和质点振速型。
矢量水听器的优点:1)有良好的抗干扰能力和线谱检测能力;
2〉能对同一点处声场进行目标方向、声压振速联合估计;
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