Примеры решения метрологических задач с использованием преобразования Гильберта для обработки данных
- Авторы: Исаев А.Е.1, Поликарпов А.М.1
-
Учреждения:
- ФГУП «ВНИИФТРИ»
- Выпуск: № 2 (42) (2025)
- Страницы: 133-157
- Раздел: Акустика
- URL: https://journal-vniispk.ru/2313-8068/article/view/350606
- EDN: https://elibrary.ru/YDDLOQ
- ID: 350606
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Приведены примеры решений измерительных задач с использованием для обработки данных преобразования Гильберта. Отмечены особенности реализации преобразования Гильберта на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ). Рассмотрены подходы к оцениванию момента установления кратковременного тонального импульса по поведению его огибающей, мгновенных значений фазы и частоты. Продемонстрирована плодотворность применения к гидрофону понятия минимально-фазовой системы в сочетании с возможностями обработки амплитудно-частотной характеристики с использованием преобразования Гильберта. Рассмотрен акустический способ определения эффективного радиуса гидрофона. Предложен новый вариант фазоимпульсного метода для измерения времени распространения звукового импульса от излучателя к приёмнику. Обсуждаются приёмы, позволяющие преодолеть ограничения, накладываемые на точность измерений частотно-временным соотношением неопределённостей, и преимущества предложенных подходов в сравнении с известными.
Об авторах
А. Е. Исаев
ФГУП «ВНИИФТРИ»
Email: isaev@vniiftri.ru
Менделеево, Московская обл., Россия
А. М. Поликарпов
ФГУП «ВНИИФТРИ»Менделеево, Московская обл., Россия
Список литературы
- Leonhardi Euleri Opera omnia: sub auspiciis Societatis Scientiarum Naturalium Helveticae / edenda curaverunt Ferdinand Rudio, Adolf Krazer, Paul Stäckel. - Lipsiae [Leipzig]; Berolini [Berlin]: Typis et in aedibus B.G. Teubneri, 1911.
- Cooley J.W., Tukey J.W. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series // Mathematics of Computation. - 1965. - V. 19. - № 90. - P. 297-301.
- Fourier J.-B.-J. Théorie analytique de la chaleur. - Paris: Firmin Didot père et fils, 1822. - OCLC 2688081.
- Hilbert D. Grundzüge einer allgemeinen Theorie der linearen Integralgleichungen // Integralgleichungen und Gleichungen mit unendlich vielen Unbekannten / D. Hilbert, E. Schmidt; A. Pietsch (ed). - Teubner-Archiv zur Mathematik. - 1989. - V. 11. - Vieweg+Teubner Verlag. - doi: 10.1007/978-3-322-84410-1_1.
- Исаев А.Е. Уменьшение влияния переходного процесса при градуировке гидрофонов по полю на низких частотах с использованием квадратурно-дополненных гармонических сигналов // Измерительная техника. - 2010. - № 4. - С. 20-24.
- Hayman G., Robinson S.P. Phase calibration of hydrophones by the free-field reciprocity method // Proceedings of Meetings on Acoustics / ECUA 2012 11th European Conference on Underwater Acoustics, 2-6 July 2012, Edinburgh, Scotland. - 2012. - V. 17. - № 1. - 070026. - doi: 10.1121/1.4767976.
- Исаев А.Е., Матвеев А.Н., Поликарпов А.М., Щерблюк Н.Г. Измерение фазочастотной характеристики чувствительности гидрофона по полю методом взаимности // Измерительная техника. - 2013. - № 6. - С. 56-59.
- Пат. 2787353, МПК H04R 29/00. Способ определения фазочастотной характеристики гидрофона по его амплитудно-частотной характеристике чувствительности / А.Е. Исаев, Б.И. Хатамтаев; патентообладатель Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (РОССТАНДАРТ). - № 2022111196; заявл. 25.04.2022; опубл. 09.01.2023, Бюл. № 1.
- Исаев А.Е., Поликарпов А.М. Представление частотной характеристики гидрофона формулой как практическая целесообразность и расширение возможностей цифровой платформы метрологии // Альманах современной метрологии. - 2024. - № 2 (38). - С. 89-105.
- Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для бакалавров. - 12-е изд., испр. и доп. - М.: Юрайт, 2016. - 701 с.
- Yoshioka M. Difference between nominal and measured active element sizes of hydrophones // Japanese Journal of Applied Physics. - 2008. - V. 47. - № 5S. - 3926-3928. - doi: 10.1143/JJAP.47.3926.
- Исаев А.Е., Хатамтаев Б.И. Эквивалентный размер и акустический центр измерительного гидрофона // Измерительная техника. - 2022. - № 12. - С. 58-63.
- Заявка на изобретение № 2024134603. Способ определения фазочастотной характеристики при периодических поверках гидрофона / А.Е. Исаев. - Приоритет от 19.11.2024 г.
- Заявка на изобретение № 2024134602. Фазоимпульсный способ определения времени распространения звуковой волны от излучателя к приёмнику / А.Е. Исаев. - Приоритет от 19.11.2024 г.
- Luker L.D., Van Buren A.L. Phase calibration of hydrophones // The Journal of Acoustical Society of America. - 1981. - V. 70. - № 2. - P. 516-519.
- ГОСТ Р 8.942-2017. Лазерные кристаллы (калиевые вольфраматы редкоземельных элементов). Упругие константы. Упругооптические модули для изотропной дифракции. - М.: Стандартинформ, 2019. - 18 с.
Дополнительные файлы
