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超声波仪器接收器的测试方法及验收标准

来源: 作者:ndt 人气: 发布时间:2024-11-05
摘要:1 综述 本条款给出测量放大器带宽、等效输出噪声和已校准衰减器精确度的测试方法。在这些测试中,如果装有抑制控制器则应关闭。 2 放大器频率响应 2.1 方法 利用图5所示电路将输入信号插入超声仪器的接收器终端,并设置为双探头工作。电火花检测仪调整超声仪
1 综述
本条款给出测量放大器带宽、等效输出噪声和已校准衰减器精确度的测试方法。在这些测试中,如果装有抑制控制器则应关闭。
2 放大器频率响应
2.1 方法 
利用图5所示电路将输入信号插入超声仪器的接收器终端,并设置为双探头工作。电火花检测仪调整超声仪器的输入信号达到±1V峰-峰值并调整已校准的衰减器产生80%屏高的信号。报告接收器的增益设置。 
依次选择各频带设定。在0.1MHz到25MHz范围内改变输入信号的频率,记录每个频带能在超声仪器屏幕显示最大信号振幅的频率(fmax),以及该电平的高度。此时,应保证放大器不致过载,而且在示波器上显示的输入振幅度保持恒定。将已校准的外接衰减器减少3dB以提高显示的信号高度。 
以小于标称带宽的小增量5%从fmax依次增加和减少频率,观察其在超声仪器屏幕上高(fu)和低(fl)频率(3dB点)显示高度返回到其原始值。再一次确认输入到已校准外接衰减器的信号是恒定的。
2.2 验收标准 
由下式给出的中心频率(f0)(在可选数值情况下的每个频带设定):
f0=(fu x fl)1/2..........(13)
应在技术规范规定值的±5%以内,或者在控制中标明。由下式给出的带宽△f(在-3dB点之间):
△f=fu - fl..........(14)
应在技术规范规定的±10%带宽以内。
3 等效输入噪音
3.1 方法 
选择双探头工作模式,利用图5所示电路。按每个频率范围,利用每个频带的中心频率为f0的信号测量等效输入噪声。
把超声仪器的所有控制都设置为最大增益,包括可变增益。断开输入信号并记录超声仪器屏幕上的噪声电平。
减少增益40dB并重新连接输入信号。调整已校准外接衰减器和/或输入信号电平直到漂移的RF脉冲以前述噪音电平相同的电平出现。从示波器测量输入信号Vin的峰-峰伏特值,以及已校准外接衰减器的衰减(S dB)。等效输入噪声Vein(以伏特为单位)为: 
Vein=Vin/{10[(S+40)/20]}..........(15)
噪声与频带的平方根之比为:
nin=Vein/(fu-fl)1/2..........(16)
式中fu和fl为2中测量的3dB点。
3.2 验收标准
对应每个频带设置,nin应符合下述条件:
nin<80x10-9    V/(Hz)1/2..........(17)
4 已校准衰减器精度
4.1方法 
利用下述参考信号对超声仪器的已校准衰减器和与之匹配的外接已校准衰减器进行比较。
继续利用图5所示装置,对每个滤波器设置以2测量的中心频率(f0)进行比较。对于具有对数放大器的仪器,见附件A。 
将超声仪器的已校准衰减器调整到中间位置,在外接已校准衰减器设置比超声仪器增益高10dB的情况下,将来自信号发生器的参考信号振幅调节到80%屏高。 
以适当增量降低超声仪器的衰减量,并调整外接已校准衰减器保持该信号为恒定高度,校核超声仪器的衰减器控制。以三个步骤进行增益校核。首先在1dB范围(如可能)以最小增量校核增益。然后,在整个范围内以最小增量(但不小于1dB)校核微调增益。最后,在整个范围内以其各个增量校核粗调增益。记录两个衰减器之间大于验收标准的偏差值。这是超声仪器衰减器的误差。   
4.2 验收标准 
在所选择的每个频率设置时要求:
a) 在任何连续20dB跨度内或整个范围内(取较小者),无损检测资源网微调增益衰减器的累积误差不应超过±1dB。 
b) 在任何连续60dB跨度内或整个范围内(取较小者),粗调增益衰减器的累积误差不应超过±2dB。
5 垂直显示的线性
5.1 方法 
利用外接已校准衰减器改变参考输入的振幅并观察在超声仪器屏幕上信号高度的的变化来测试超声仪器屏幕线性。在测试开始时报告增益的设置。
以规定间隔从全屏高的0dB到-26dB校核此线性。   
按1测量的各滤波器中心频率(f0)重复进行测试。 
利用与图5所示相同的装置,将外接已校准衰减器设置到2dB并调整超声仪器的输入信号和增益,使该信号达到80%全屏高。 
在不改变超声仪器增益的情况下将外接已校准衰减器设置到表4所列数值。对应各种设置测量超声仪器屏幕上的信号的幅度。 
表4:垂直显示线性的验收电平
外接衰减器设置
(dB)
屏幕上的目标幅度
(屏幕高度%
可接受幅度
(屏幕高度%
1 90 88-92
2 80 参考线
4 64 62-66
6 50 48-52
8 40 38-42
12 25 23-27
14 20 18-22
20 10 8-12
26 5 3-7
 
5.2 验收标准
在每种频率设置下,所测量到的振幅应在表4给出的允差范围内。
 时基线性
.1 方法
通过比较刻度板和脉冲发生器产生的11个规则的彼此隔开的正弦波脉冲的位置来测量超声仪器时基的线性。
利用图5所示装置产生具有11个规则的彼此分开的正弦波脉冲测试信号,如图11所示。选择适当的频带并将测试信号的载频设置为2测量的中心频率。超声仪器设置为中间增益,调整外接已校准衰减器和函数发生器输出的振幅,直到显示在超声仪器上的测试脉冲为80%屏高。调整脉冲的时间关系,使第三个脉冲的前沿位于水平刻度尺的20%,同时第九个脉冲的前沿位于水平屏幕全宽度的80%。
记录其余九个脉冲的前沿超出验收标准允差范围的偏差。
在中间位置连续校准控制的情况下,对步进式水平校准控制的所有位置重复进行测量。另外,在中间位置具有步进式校准控制的情况下,对任何连续水平校准控制的两端位置重复进行这种测量。
.2 验收标准
参考信号与理想位置的偏差不应大于全屏宽度的±1%。
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