Методика поверки «КАПСЮЛЬ МИКРОФОННЫЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ М-201» (РЭ 5.843.004)

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«Специальное конструкторское бюро «Виброприбор»

УТВЕРЖДАЮ

А. Сердюков

КАПСЮЛЬ МИКРОФОННЫЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ М-201

Руководство по эксплуатации

Лист утверждения

5.843.004РЭ-ЛУ

УТВЕРЖДАЮ раздел «Методика поверки»

Первый заместитель генерального директора - замест научной работе «ВНИИФТРИ»

« 2 >»

Содержание

• 1 Описание и работа

  • 1.1 Назначение изделия

  • 1.2 Технические характеристики

  • 1.3 Устройство и работа капсюля М-201

  • 1.4 Маркировка и упаковка

• 2 Использование по назначению

  • 2.1 Меры безопасности

  • 2.2 Эксплуатационные ограничения

  • 2.3 Подготовка изделия к использованию

  • 2.4 Использование изделия

  • 2.5 Действия в экстремальных условиях

• 3 Техническое обслуживание

  • 3.1 Порядок технического обслуживания

  • 3.2 Методика поверки

  • 3.3 Консервация

• 4 Ремонт

• 5 Транспортирование и хранение

  • 5.1 Общие сведения

  • 5.2 Транспортирование

  • 5.3 Хранение

• 6 Утилизация

  • 6.1 Основные положения

Приложение А - Средства измерений и оборудование, применяемые

при поверке капсюля М-201

Приложение Б - Дифракционная поправка

Настоящее руководство по эксплуатации капсюля микрофонного конденсаторного М-201 (далее - капсюль М-201) предназначено для изучения устройства, принципа действия и правил эксплуатации капсюля М-201, его технических характеристик.

Обслуживающий персонал должен иметь образование не ниже среднеспециального, позволяющее производить грамотную эксплуатацию капсюля М-201.

Обслуживающий персонал должен изучить руководство по эксплуатации капсюля М-201.

1.1.1 Капсюль М-201, предназначен для преобразования звукового давления в напряжение переменного тока при измерении уровня звукового давления по свободному полю совместно со звукоизмерительной аппаратурой при измерении шума машин, механизмов, средств транспорта и других объектов в условиях климатических районов с умеренным и холодным климатом.

1.1.2 По своим конструктивным размерам, частотному и динамическому диапазонам капсюль М-201 удовлетворяет требованиям стандарта МЭК 1094-4.

1.1.3 Капсюль М-201 относится к невосстанавливаемым изделиям.

1.1.4 Рабочие условия применения и предельные условия транспортирования по ГОСТ 22261-94, группа 4.

1.1.5 Нормальные условия применения:

Нормальные условия применения:

• - температура окружающего воздуха 20±5°С;

• - относительная влажность воздуха 65±15%;

• - атмосферное давление 100±4 кПа(750 ± 30 мм рт.ст.).

• - напряжение сети 220 ± 4,5 В;

• - уровень звукового давления, создаваемого при проведении измерений, должен быть не менее чем на 20 дБ выше общего уровня помех.

1.1.6 Опорные условия градуировки:

• - температура окружающего воздуха 23 °С;

• - относительная влажность воздуха 50 %;

• - атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм pt. ст.).

1.1.7 Капсюль М-201 при использовании по функциональному назначению не оказывает отрицательного воздействия на качество окружающей среды.

Капсюль М-201 является безопасным для людей при изготовлении, эксплуатации и испытаниях.

1.2.1 Номинальный уровень чувствительности по холостому ходу капсюля М-201 на частоте 250 Гц при внешнем напряжении поляризации 220 В - минус 38 дБ относительно 1 В-Па’¹. Допустимое отклонение уровня чувствительности от номинального значения ±2 дБ (чувствительность от 10,0 до 15,9 мВЛа^-1).

1.2.2 Максимальное отклонение уровня чувствительности капсюля М-201 совместно с предусилителем микрофонным, длина которого не более 110 мм, диаметр 12,7 мм по свободному полю при падении звуковой волны под углом 0 ° к главной оси капсюля от уровня чувствительности на частоте 250 Гц:

- ±2,0 дБ в диапазоне частот от 1,6 до 20,0 Гц;

• - ±0,8 дБ в диапазоне частот свыше 20 до 4000 Гц;

• - ±2,0 дБ в диапазоне частот свыше 4000 до 20000 Гц;

• - ±4,0 дБ в диапазоне частот свыше 20000 до 40000 Гц.

1.2.3 Верхний предел динамического диапазона капсюля М-201 относительно 2И0^-5 Па - не менее 160 дБ. При этом значение коэффициента нелинейных искажений не более 6 % на дискретной частоте в диапазоне от 160 до 1000 Гц.

1.2.4 Уровень эквивалентного звукового давления, вызываемый собственным шумом капсюля М-201, не более 40 дБ (А).

1.2.5 Частота, ниже которой характеристика направленности капсюля М-201 для углов в пределах ±90 ° отличается от круговой не более чем на ±1 дБ, - не более 3150 Гц (совместно с предусилителем микрофонным, длина которого не более 110 мм, диаметр 12,7 мм).

1.2.6 Коэффициент влияния атмосферного давления на уровень чувствительности капсюля М-201 на частоте 250 Гц ±0,03 дБ/кПа при изменении атмосферного давления от 84,0 до 106,7 кПа.

1.2.7 Температурный коэффициент изменения уровня чувствительности капсюля М-201 в диапазоне температур от минус 10 °С до плюс 50 °С должен быть от минус 0,03 до плюс 0,03 дБ/°С.

1.2.8 Коэффициент влияния относительной влажности на капсюль М-201 на частоте 250 Гц не более 0,005 дБ/% при относительной влажности от 10% до 90 % и температуре окружающего воздуха плюс 30 °С.

1.2.9 Нестабильность уровня чувствительности капсюля М-201 на частоте 250 Гц в течение года, включая кратковременную составляющую, при нормальных условиях не более ±0,3 дБ.

1.2.10 Габаритные размеры капсюля М-201:

• - диаметр без сетки (12,70±0,03) мм;

• - диаметр с сеткой (13,20±0,03) мм;

• - высота с сеткой не более 12,6 мм.

Резьба для крепления к предусилителю 11,7-60 UNS-2 В (0,423 мм).

1.2.11 Масса капсюля М-201 не более 7,5 г.

1.2.12 Средняя наработка на отказ капсюля М-201, с учетом технического обслуживания - 24000 ч.

1.2.13 Средний срок службы капсюля М-201 не менее 8 лет.

1.2.14 Сведения о содержании драгоценных материалов - отсутствуют.

1.3.1 Устройство капсюля М-201

Общий вид капсюля М-201 приведён на рисунке 1. Главная ось капсюля М-201 совпадает с осью симметрии.

Упрощенная конструкция капсюля М-201 представлена на рисунке 2.

• 3 - неподвижный электрод;

• 4 - изолятор;

• 5 - отверстие для уравнивания статического давления.

Рисунок 2 - Упрощенная конструкция капсюля М-201

Корпус, изолятор и мембрана образуют замкнутую камеру, связанную с окружающей средой специальным отверстием для уравнивания медленно изменяющегося атмосферного давления. Конструктивно отверстие для уравнивания статического давления расположено в задней части корпуса капсюля М-201.

Мембрана и неподвижный электрод электрически изолированы друг от друга и являются обкладками конденсатора.

1.3.2 Принцип работы

При воздействии звукового давления на капсюль М-201 мембрана 2 прогибается, электрическая емкость капсюля М-201 изменяется. При наличии поляризующего напряжения, подаваемого на неподвижный электрод 3, изменение емкости капсюля М-201 приводит к появлению переменного напряжения на обкладках конденсатора, которым является капсюль М-201.

Таким образом, механические колебания мембраны преобразуются в переменное напряжение, пропорциональное воздействующему на капсюль М-201 звуковому давлению.

1.4.1 Маркировка капсюля М-201 выполнена в соответствии с комплектом документации 5.843.004.

1.4.2 Капсюль М-201 упакован в футляр, обеспечивающий сохранность его конструкции, внешнего вида и работоспособности при транспортировании и хранении.

2.1.1 Мероприятия по безопасности при эксплуатации капсюля М-201 обеспечиваются общими требованиями к измерительным устройствам, с которыми он работает.

ВНИМАНИЕ! ВСЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЬ ТОЛЬКО ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ЭЛЕКТРОПИТАНИИ.

2.2.1 Рабочие условия применения и предельные условия транспортирования по ГОСТ 22261-94, группа 4.

2.2.2 Капсюль М-201 сохраняет свои характеристики после воздействия предельных климатических условий транспортирования:

• - температура окружающего воздуха от минус 50 до плюс 50 °С;

• - относительная влажность воздуха от 10 до 95 % при температуре плюс 30 °С;

• - атмосферное давление от 70,0 до 106,7 кПа.

2.2.3 Капсюль М-201 сохраняет свои характеристики после воздействия вибрации с ускорением 14,7 м/с² в диапазоне частот от 20 до 50 Гц.

2.2.4 Капсюль М-201 сохраняет свои характеристики после воздействия 80-120 ударов в минуту с максимальным ускорением 49 м/с².

2.3.1 Во избежание воздействия на капсюль М-201 резких изменений температуры, перед распаковыванием его следует выдержать в помещении с нормальными значениями климатических факторов внешней среды до установления равенства температур.

Осторожно извлечь капсюль М-201 из футляра, убедиться в отсутствии механических повреждений. Проверить визуально целостность капсюля М-201 (отсутствие поломок, повреждений покрытий и т.д.).

2.3.2 Присоединить капсюль М-201 к предусилителю микрофонному и прибору измерительному.

2.3.3 Включить прибор измерительный и провести акустическую калибровку с помощью акустического калибратора или пистонфона.

При отсутствии акустического калибратора и пистонфона пользоваться уровнем чувствительности, указанном в приложение А паспорта 5.843.004ПС.

2.4.1 Измерения производят в соответствии с руководством по эксплуатации на звукоизмерительную аппаратуру.

2.4.2 Перечень возможных неисправностей в процессе использования изделия по назначению и рекомендации по действиям при их возникновении приведены в таблице 1.

Таблица 1

Примечание - Неисправности могут быть обнаружены при проверке совместно с предусилителем, блоком питания и вольтметром.

2.5.1 В случае возникновения пожара потребитель должен:

• - действовать в соответствии с правилами пожарной безопасности, установленными на предприятии-потребителе;

• - оповестить пожарные службы и руководство подразделения-потребителя.

2.5.2 При попадании в аварийные условия эксплуатации и при экстренной эвакуации потребителю необходимо действовать в соответствии с правилами, установленными на предприятии-потребителе.

3.1.1 Работы по техническому обслуживанию проводятся для обеспечения нормальной работы и сохранения параметров капсюля М-201 в течение всего срока эксплуатации.

Гарантии изготовителя действительны только при условии проведения профилактических работ.

3.1.2 Периодичность работ по техническому обслуживанию устанавливаются предприятиями, эксплуатирующими капсюль М-201, с учётом режима его эксплуатации, но не реже одного раза в год.

3.1.3 В состав профилактических работ по техническому обслуживанию капсюля М-201 входят:

1) внешний осмотр капсюля М-201, очистка от пыли, грязи, удаление следов влаги с корпуса капсюля и контакта неподвижного электрода (за исключением кварцевого изолятора и мембраны);

2) осмотр состояния кварцевого изолятора и мембраны (защитную крышку осторожно снять), пыль, влагу, жировые вещества необходимо удалить с большой осторожностью мягкой кисточкой (беличьей, колонковой), смоченной в спирте этиловом ректификованном из пищевого сырья высшей очистки по ГОСТ Р 516522000, норматив расхода на одну профилактику 0,01 л;

3) проверка работоспособности капсюля М-201 в соответствии с 3.2.11.2.1.

ВНИМАНИЕ: МЕМБРАНА КАПСЮЛЯ М-201 ОЧЕНЬ ТОНКАЯ. СНИМАТЬ ЗАЩИТНУЮ СЕТКУ, ПРЕДОХРАНЯЮЩУЮ МЕМБРАНУ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ, СЛЕДУЕТ ТОЛЬКО В НЕОБХОДИМЫХ СЛУЧАЯХ.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

• 1) трогать мембрану капсюля М-201 руками;

• 2) дуть на мембрану;

• 3) подвергать капсюль М-201 резким ударам;

• 4) подвергать капсюль М-201 резким перепадам статического давления (например, необходимо плавно вставлять (и вынимать) капсюль М-201 в камеру пистонфона или калибратора);

• 5) деформировать корпус капсюля М-201 и защитную сетку;

• 6) попадание брызг воды на мембрану;

• 7) попадание пыли и песка на мембрану и во внутренний объем капсюля М-201;

• 8) конденсация влаги на капсюле М-201;

• 9) резко нагревать или охлаждать капсюль М-201;

• 10) подвергать капсюль М-201 воздействию уровней звукового давления, превышающих 160 дБ;

• 11) допускать электрический пробой между мембраной капсюля М-201 и неподвижным электродом или актюатором.

3.2.1 Капсюль М-201 должен проходить первичную, периодическую и внеочередную поверку.

Первичная поверка выполняется при изготовлении.

Периодическая поверка выполняется потребителем. Рекомендуемый интервал поверки - один год.

Внеочередная поверка проводится:

• - в случае утраты (отсутствия) свидетельства о поверке;

• - при вводе в эксплуатацию после длительного хранения (более одного межповерочного интервала);

• - при известном или предполагаемом ударном воздействии на капсюль М-201;

• - при неудовлетворительной работе капсюля М-201.

3.2.2 При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 2.

Таблица 2

3.2.3 При проведении поверки должны применяться средства измерений и оборудование, указанные в приложении А.

3.2.4 Применяемые при поверке средства измерений должны быть поверены и иметь свидетельство о поверке.

3.2.5 При проведении поверки допускается использование аналогичных средств измерений, соответствующих техническим характеристикам, указанным в приложении А.

3.2.6 К проведению поверки могут быть допущены лица, имеющие высшее или среднетехническое образование, практический опыт в области поверки акустических средств измерений и аттестованные в качестве поверителя.

3.2.7 При проведении поверки должны быть соблюдены все требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80.

3.2.8 Поверка должна проводиться при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха (23±5) °С;

• - атмосферное давление от 95 до 105 кПа (от 713 до 788 мм рт. ст.);

• - относительная влажность воздуха от 10 до 80 %;

• - частота питающей сети (50,0±0,5) Гц;

• - напряжение питающей сети переменного тока (220,0±4,4) В.

3.2.9 При поверке акустических характеристик уровень шума должен быть, по крайней мере, на 20 дБ меньше уровня сигнала.

3.2.10 Подготовка к поверке

3.2.10.1 Поверитель должен изучить настоящее руководство по эксплуатации и руководства по эксплуатации используемых средств измерений.

3.2.10.2 Используемые средства поверки должны быть заземлены.

3.2.11 Проведение поверки

3.2.11.1 Внешний осмотр

3.2.11.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено:

• - соответствие комплектности паспорту 5.843.004ПС;

• - чёткость и правильность маркировки (все надписи должны быть читаемы);

• - отсутствие загрязнений и механических повреждений (особое внимание обратить на состояние мембраны, сетки, изолятора и резьбовых соединений капсюля М-201);

• - отсутствие трещин в изоляторе.

3.2.11.1.2 Результаты внешнего осмотра занести в раздел 1 протокола поверки. Форма протокола периодической поверки аналогична приведенному протоколу в приложении А паспорта 5.843.004ПС.

3.2.11.1.3 Капсюль М-201, имеющий дефекты, бракуют.

3.2.11.2 Определение метрологических характеристик

3.2.11.2.1 Определение уровня чувствительности капсюля М-201  по

холостому ходу на частоте 250 Гц

Подготовить рабочее место в соответствии с рисунком 3.

К+ - испытуемый капсюль и предусилитель 2669-В

Рисунок 3

Для проведения измерений выполнить следующие операции:

• - установить испытуемый капсюль в камеру калибратора;

• - включить калибратор, установить частоту 250 Гц;

• - измерить напряжение на выходе капсюля U250, В;

• - вычислить значение уровня чувствительности капсюля на частоте 250 Гц в децибелах по формуле (1):

£250 = 20 lg^^⁰-(L-L_o),   (1)

^и0

где Uo = 1 В;

Lo = 94 дБ;

L - УЗД, воспроизводимый калибратором, в децибелах.

Вычисленное значение занести в таблицу А.1 протокола поверки по форме, приведенной в приложении А паспорта 5.843.004ПС.

При всех видах поверки уровень чувствительности капсюля М-201 на частоте 250 Гц должен быть в пределах от минус 36,0 до минус 40,0 дБ относительно 1 В/Па.

При периодической поверке вычислить разность полученного значения и аналогичного значения из свидетельства о предыдущей поверке. Полученное отклонение уровня чувствительности капсюля М-201 по холостому ходу от значения, полученного при предыдущей поверке, должно находиться в пределах ±0,5 дБ.

3.2.11.2.2 Определение максимального отклонения уровня чувствительности капсюля М-201 по свободному полю от уровня чувствительности на частоте 250 Гц

Операция проводится в два этапа.

На первом этапе определить отклонение уровня чувствительности капсюля М-201 в диапазоне частот от 20 до 40000 Гц от уровня чувствительности на частоте 250 Гц.

Подготовить рабочее место в соответствии с рисунком 4.

Рисунок 4

Для проведения измерений выполнить следующие операции:

- установить ЭВ на капсюле; установить напряжение поляризации на ЭВ равным (800 ± 8) В;

- настроить генератор на частоту 250 Гц;

- установить на выходе генератора напряжение, соответствующее показаниям мультиметра равным U250, В;

- поочередно установить на генераторе значения частоты третьоктавного ряда от 20 до 40000 Гц, при этом поддерживая на каждой частоте то же самое значение выходного напряжения генератора;

- записать показания мультиметра Uf , В;

- вычислить значения уровня чувствительности капсюля E_f в децибелах по формуле (2):

E_f = 20lg^- + L_d,      (2)

^250

где Ld - дифракционная поправка к методу ЭВ для микрофонов, приведена в ТУ.

- вычислить отклонение уровня чувствительности на заданных частотах от уровня чувствительности на частоте 250 Гц в децибелах по формуле (3):

&f = Ef - E250                                        (3)

Вычисленные значения занести в таблицу А.2 протокола поверки по форме, приведенной в приложении А паспорта 5.843.004ПС.

На втором этапе определить отклонение уровня чувствительности капсюля М-201 в диапазоне частот от 1,6 до 20,0 Гц.

Подготовить рабочее место в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5

Для проведения измерений выполнить следующие операции:

- установить испытуемый капсюль внутри низкочастотной камеры калибратора 4221; установить камеру на корпусе калибратора и привернуть к камере головку микрофонной системы 2631 (капсюль и система 2631 представляют испытуемый капсюль К);

- к выходу системы 2631 подключить мультиметр и подготовить систему к работе согласно РЭ и дать ей прогреться не менее 30 минут;

- настроить генератор на частоту 20 Гц;

- установить на выходе генератора напряжение, соответствующее показаниям мультиметра равным U20, В;

- поочередно установить на генераторе значения частоты третьоктавного ряда от 1,6 до 20 Гц, при этом поддерживая на каждой частоте то же самое значение выходного напряжения генератора;

• - записать показания мультиметра Uf , В;

• - вычислить значения уровня чувствительности капсюля Ef в децибелах по формуле (4):

E_f = 20l_S^~    (4)

^и20

• - вычислить отклонение уровня чувствительности на заданных частотах от уровня чувствительности на частоте 250 Гц в децибелах по формуле (3).

При периодической поверке вычислить разность полученного значения и аналогичного значения из свидетельства о предыдущей поверке. Полученное отклонение уровня чувствительности по холостому ходу капсюля М-201 от значения, полученного при предыдущей поверке, должно находиться в пределах ±0,3 дБ.

3.2.12 Оформление результатов поверки

• 3.2.12.1 При положительных результатах поверки капсюля М-201 делают запись в приложении А паспорта 5.843.004ПС, заверенную поверителем. Результаты первичной поверки капсюля М-201 заносят в приложение А паспорта 5.843.004ПС.

• 3.2.12.2 При положительных результатах первичной, периодической и внеочередной поверки капсюля М-201 выдают свидетельство о поверке установленного образца. При отрицательных результатах поверки капсюль М-201 к применению не допускается, «Свидетельство о поверке» аннулируют и выдают «Извещение о непригодности» установленного образца.

  

  Николаенко

Начальник отдела 340 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Старший научный сотрудник отдела 340

В. Коньков

ФГУП «ВНИИФТРИ»

с. 16

Капсюль ВМК-205 консервации не подвергается.

Капсюль М-201 невосстанавливаемый, неремонтируемый.

5.1.1 Для хранения и транспортирования капсюля М-201 рекомендуется использовать тару предприятия-изготовителя. В случае отсутствия тары предприятия-изготовителя   возможно использование аналогичной тары,

обеспечивающей устойчивость капсюля М-201 к внешним воздействующим факторам.

5.2.1 Условия транспортирования капсюля М-201 должны соответствовать условиям транспортирования 5 по ГОСТ 15150-69.

5.2.2 Транспортирование капсюля М-201 осуществляется в закрытых железнодорожных вагонах (вид отправки - мелкий) и автомашинах в упакованном состоянии и универсальных контейнерах на открытом подвижном составе в транспортной таре. Транспортирование производить в соответствии с документами, действующими на соответствующем виде транспорта.

5.2.3 Транспортные средства должны быть чистыми.

5.2.4 Расстановка и крепление транспортной тары с капсюлями М-201 в транспортных средствах должны обеспечивать ее устойчивое положение, исключить возможность смещения транспортной тары, удары ее друг о друга, а также о стенки транспортных средств.

5.2.5 При выгрузке упакованного капсюля М-201 из транспортных средств во время остановок, транспортная тара должна находиться под навесом или в помещении.

5.3.1 Условия хранения капсюля М-201 в упаковке предприятия-изготовителя должны соответствовать условиям хранения 1 по ГОСТ 15150-69.

5.3.2 В помещениях для хранения капсюля М-201 не должно быть пыли, а также газов и паров, вызывающих коррозию.

5.3.3 Капсюль М-201 хранить на стеллажах.

5.3.4 Расстояние между стенами, полом хранилища и капсюлем М-201 должно быть не менее 0,1 м.

5.3.5 Расстояние между отопительными устройствами хранилищ и капсюлем М-201 должно быть не менее 0,5 м.

5.3.6 Максимальный срок хранения капсюля М-201 - три года со дня изготовления.

6.1.1 Специальных мер безопасности при транспортировании и подготовке к утилизации не требуется.

6.1.2 При проведении утилизации необходимо соблюдать меры безопасности, связанные с утилизацией металлоконструкций, электронных приборов и радиоэлементов.

Приложение А

(обязательное)

Средства измерений и оборудование, применяемые при техническом освидетельствовании капсюля М-201

Приложение Б

(обязательное)

Дифракционная поправка капсюля М-201

Примечание - Дифракционная поправка определяется как разность относительных уровней чувствительности капсюля М-201 по свободному полю и по ЭВ. Относительный уровень чувствительности по свободному полю определяется для капсюля М-201, присоединённого к предусилителю микрофонному, диаметр которого 12,7 мм, длина не более 110 мм. Относительный уровень чувствительности капсюля М-201 по ЭВ измеряется методом электростатического возбудителя с использованием актюатора. При определении относительных уровней чувствительности за опорное значение принимается значение на частоте 250 Гц.

В данной таблице приведено типовое значение дифракционной поправки, установленное при испытаниях для целей утверждения типа капсюля М-201.

Лист регистрации изменений

с. 24