ГОСТ IEC 61161—2014
чению измеренного значения радиационной силы. Кроме того что плотность отраженной энергии существенна
и в некогерентных условиях, здесь также могут иметь место эффекты интерференции (см. А.7.5).
А.7.8 Плохая ориентация мишени
Здесь рассмотрена ситуация, когда ультразвуковой преобразователь и устройство измерения силы кол-
линеарны друг другу, но угловая ориентация мишени неправильна.
В то время как радиационная сила, действующая на идеальную поглощающую мишень, рассчитанная по
формуле (В.1) приложения В. нечувствительна к наклону мишени, то в случае отражающей мишени измерения
зависят от правильности ее ориентации. Например, угловая погрешность в ±1° для плоского отражателя с утлом в
45’ приводит к погрешности измерения мощности, равной г3.5 %. Влияние разориентации для конической от
ражающей мишени нельзя дать универсальной формулой, но в общем случае оно будет существенно меньшим, чем
для плоской мишени, в частности, если мишень расположена по оси пучка. Что касается 45°-ной конической
отражающей мишени, центрированной в цилиндрически симметричном пучке, то ее чувствительность к угловой
разориентации снижается еще больше.
Преимущество вогнутой конической отражающей мишени в том. что в зависимости от типа подвеса она
будет самоцентрироваться симметрично ультразвуковому пучку.
А.7.9 Плохая ориентация ультразвукового преобразователя
Здесь рассмотрена ситуация, когда мишень и устройство измерения силы коллинеарны друг другу, но
ультразвуковой преобразователь установлен или ориентирован неправильно.
Для идеальной поглощающей мишени значительных размеров радиационная сила пропорциональна ко
синусу угла разориентации. Для 45’,-ной выпуклой конической отражающей мишени максимальная погрешность,
вызванная разориентацией. может ожидаться равной г 3 %, если максимальные ошибки установки и угловой
ориентации оцениваются ± 3 мм и ± 3°. что представляется реалистичным при регулировке «на глаз».
Если при повторных измерениях ультразвуковой преобразователь извлекается из устройства между изме
рениями. то неточная установка и ориентация преобразователя войдут в оценку случайной погрешности измере
ния. Но может иметь место и некоторая систематическая составляющая, связанная с этими причинами.
А.7.10 Температура воды
Из-за температурной зависимости скорости звука в воде (см. [22]) погрешность измерения температуры г
1 °С приводит к неопределенности измерения мощности ± 0.2 %.
Может наблюдаться значительное повышение температуры при проведении измерений мощности свыше 1
Вт. Следует быть внимательным и принимать в расчет действительное повышение температуры.
А.7.11 Затухание ультразвука и акустическое течение
Значение мощности, вычисленное по результатам измерений радиационной силы, относится к положе
нию мишени на определенном осевом расстоянии от ультразвукового преобразователя. Часто интересуются
излучаемой мощностью, приведенной к поверхности ультразвукового преобразователя. Ниже рассмотрена
возникающая при этом дополнительная погрешность.
Эта погрешность существенна для измерительных систем, представленных на рисунках F.1, F.2. F.3, F.5,
F.6 и F.7 приложения F. Для системы измерений, приведенной на рисунке F.4 приложения F. эти эффекты кажут
ся менее значимыми, но в том случав, если эти эффекты все-таки присутствуют, их происхождение
неизвестно. Для такой системы приемлема иная методика введения поправок по сравнению с той. которая
изложена ниже.
Существуют две базовые модели для расчета разницы между отмеченными выше значениями мощности.
Первая из них учитывает только влияние затухания ультразвука. В этом случае делают поправку в виде экспо
ненциального коэффициента (см. пункт В.3.2 приложения В). Вторая включает в себя эффекты акустического
течения вдоль пути свободного распространения к фронтальной стороне мишени. Для поглощающей мишени
при известных идеальных условиях по теореме Боргниса [23] эффекты затухания и акустического течения ком
пенсируют друг друга, а значит, и не нужно вводить поправку. Поведение реальных мишеней (как поглощающих,
так и отражающих) лежит где-то между этими двумя базовыми моделями по [16]. Поэтому рекомендуется рас
сматривать размах погрешностей, равный разнице между некоррелированным значением измеренной мощности и
ее значением, учитывающим затухание по [23]. Этот вклад в погрешность зависит от расстояния до мишени и
доминирует, когда измерения проводят вдиапазоне высоких мегагерцевых частот.
Альтернативный метод оценки заключается в измерении мощности как функции расстояния до мишени и
экстраполяции результатов к нулевой дистанции посредством алгоритма регрессии, базирующегося на линейном
или экспоненциальном законе зависимости от расстояния. Измеренные значения не будут точно соответствовать
этой зависимости, т.е. будет наблюдаться некоторый экспериментальный разброс, и тогда для получения оценки
погрешности результата экстраполяции используют стандартные математические процедуры.
Для мишени с неппоской поверхностью трудно определить эффективное расстояние до нее. Здесь полез
но вспомнить, что средняя высота конуса или пирамиды равна 1/3 высоты при отсчете от основания или 2/3 при
отсчете от вершины. Это правило можно применять, когда используют отражающие мишени конической
формы или поглощающие мишени с клиньями пирамидообразной формы. Для воображаемого идеального
цилиндриче ского пучка, падающего на выпуклую коническую мишень, эффективное расстояние до мишени
равно (2а/3) tg р. где а — радиус пучка, ар — полуугол конуса.
А.7.12 Свойства пленки
Дополнительная информация отсутствует.
15