Файл: Доценко С.В. Теоретические основы измерения физических полей океана.pdf

(7.21). При этом

аппаратная функция не может быть разделена

на произведение

временной и пространственной аппаратных функ-

2ро

ДДРФ

a

i а

I

I

1 _

I

|

I

I

О

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5тЛ!Ёа

'

b

ратной

функции

и

эффективной длины

датчика

температуры

от его параметров.

» _ i £ l

о

" з ф ф

а

'

а

случаев затруднительно (см., например, § 4 данной г л а

в ы ) . По ­

этому возникает необходимость в их экспериментальном

опреде­

действия на линейные цепи с целью их экспериментального

иссле­

дования является гармоническое (напряжение или

т о к ) .

О д н а к о

создание таких воздействий для исследования и калибровки

датчи­

ков гидрофизических полей

оказывается

трудно

осуществимым.

Действительно, если несложно получить синусоидальное

н а п р я ж е ­

ние данной частоты и подать

его на вход исследуемого устройства,

то, например, создание синусоидального распределения

электро­

проводности в воде с целью снятия характеристик датчика

элек­

тропроводности, несомненно,

представляет

собой

очень

большие

а нижнее

полупространство — т а к ж е

постоянную

величину

Хв

(рис. 52). Центр датчика

имеет

координату

х.

Н е

н а р у ш а я общ­

ности, м о ж н о полагать, что:

Х(х\-[

-

X

o

=

l П Р И

Х

>

°

'

л ^ >

\

Ха=0

при

х<0,

т. е. поле при переходе

через

границу

раздела

претерпевает

еди­

ничный скачок.

Исследуем искажения, вносимые прибором при измерении та­

кого поля, н связь их с

п а р а м е т р а м и

прибора.

П р е д п о л а г а я ,

что

изменение

координаты

центра

датчика

х

происходит настолько

со

YA*)=

I

X(x-p)Nl(P)dP.

9 З а к а з № 516

129

рактернстики

датчика,

имеющего

аппаратную функцию

# i ( p ) .

И з него непосредственно

следует: У п ( — оо) = 0

и У г

п ( 0 0 ) = 1 .

Одномерная а п п а р а т н а я функция из переходной характеристики

определяется

по формуле

Я > ( Л " ) = ^ Г Г "

( 7 - 2 4 )

т. е. может быть найдена экспериментально-расчетным

лутем .

Графики

переходных

характеристик

датчиков

с

постоянным

осреднением

в параллелепипеде, цилиндре

и

шаре,

рассчитанные

по этим формулам, даны на рис. 53.

И з них следует, что при равных

р а з м е р а х

сферический

датчик

осредняющий в

параллелепипеде . Это связано с указанным в § 2

гл. I I I свойством

большей широкополосное™ сферического датчика .

ется

симметрией датчиков.

Одномерная спектральная характеристика датчика в ы р а ж а е т с я

через его переходную функцию следующим образом:

(7.25)

и может

быть определена по экспериментально найденной

функции

Yn{x)

методом численного

интегрирования. Знание функций (7.24)

и (7.25)

дает возможность

определить среднеквадратичный

размер

и полосу

пропускания датчика .

Если измерение поля происходит быстрее установления

переход­

Г П ( Г ;

0 = 1 *1('—0*о-р]Я,(Р ;

•=) Cfp rf-c,

причем

величина

Т

характеризует

собой инерционность

датчика.

Предполагая, что допустимо представление

(2.8), получим

со

Г ( < — " ) "о

*УП(Т;

t)=

J

J

Я , (p)flfp

N,(')d-.

— со L — 0 0

Внутренний интеграл представляет собой переходную характе ­

ристику

безынерционного

датчика

Уп [(* — т) v0].

Таким

образом,

со

УП(Т;

0 =

j

Yn[(t—^)v0\Hz^)d-..

— со

Если

импульсная

реакция

датчика

соответствует

реакции

фильтра

низкой частоты,

то это в ы р а ж е н и е

принимает вид

со

т

УП(Т;

о

t)=±$Ya[{t-*)v0]e"d*.

В частном случае датчика - параллелепипеда

учет инерционно­

сти приводит к следующему .выражению дл я переходной

характе ­

ристики:

0

при у < — 1,

1

( 4 - У )

при — 1^3 - '

1.

А

е

sll

А —Ау

при ) ' > 1,

где

«1

А--

2vnT

9*

131