计量学基础——声学计量.ppt
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1、计量学基础教学课件,精思国计,细量民生,第十四章 声学计量,声学是研究弹性媒质中声波的产生、传播、接收、效应及其应用的科学。声学计量是声学的重要组成部分,也是声学的基础。,声学计量包括:空气声计量 超声计量 水声计量,精思国计,细量民生,第一节 声学计量的基本概念,一、几个基本声学量 1.声压(p):在有声波时,介质中的压力与静压的差值,单位为Pa。2.质点振速(u):因声波通过而引起的媒质中质点相对于其平衡位置的振动速度。单位为m/s,精思国计,细量民生,第一节 声学计量的基本概念,3.声强(I):声场某点处,在单位时间内从质点振速方向垂直的单位面积上通过的声能,单位:W/m I(t)=p(
2、t)u(t)4.声功率(W):单位时间内通过某一面积的声能。单位为W。5.声阻抗(Za):在波阵面一定面积上的声压通过该面积的体积速度比。单位为,精思国计,细量民生,第一节 声学计量的基本概念,二、声学量的分贝表示,1.声压级的定义及其基准值 声场中某点的声压级可表示为:,2.声强级的定义,精思国计,细量民生,第一节 声学计量的基本概念,一、标准传声器的计量 1.标准传声器传声器分类:工作基准传声器:用作复现和保存声学计量单位的基准器。计量标准传声器:用作二次校准。工作级传声器:用于各种目的的空气声学计量。,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,.耦合腔互易法检定()三传声器法传声器的声压灵
3、敏度检定通常采用三传声器法,三只传声器中必须有两个是互易的原理如图,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,()辅助声源法用两只传声器,其中必须有一只是互易的。用耦合腔将两只传声器耦合,求得它们的声压灵敏度乘积,可以推导出每一个传声器的灵敏度。.自由场互易法检定(1)三传声器法(2)辅助声源法,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,二、测试传声器的计量.测试传声器(1)工作原理:通过改变两极板间距离改变电容量,极板随声压变化运动输出交流电压信号。信号的波形和强度与被测声压波形和强度成正比。(2)测试传声器的分类:自由场传声器、压力场传声器、无规则入射传声器。(3)测试传声器的特征参数:灵敏度
4、、修正值K、频率响应指向性等。,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,2.声校准器法校准,(1)校准装置:声校准器、前置放大器、交流数字电压表及配套气压计和温度计,(2)校准方法:被测传声器与声校准器的腔紧密耦合,使其参考轴在水平或在度角的位置,在规定的稳定时间后从表头采集升压级数据并记录,重复数次求平均值。,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,.自由场替代法校准,(1)校准装置:校准器、前置放大器、交流数字电压表、标准传声器、声频信号发生器和自由声场。如图所示,(2)校准方法:传声器的开路自由场灵敏度的校准是在消声室内采用自由场替代法进行校准。,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,
5、1.声校准器的检定(1)检定装置:标准传声器:开路声压灵敏度级的校准不确定度应不大于0.05dB。测量放大器:在检定期内稳定度应优于0.02dB,对于所需频率谐波失真应小于0.1%。,精思国计,细量民生,三、空气声计量器具的检定,第二节 空气声计量,精密衰减器:在使用量程范围内不确定度应不大于0.01dB。交流电压表:不确定度应不大于0.5%。正弦信号发生器:在检定期内稳定度优于0.05dB,谐波失真应小于0.1%,信噪比应大于60dB。(2)检定方法:声压级的检定、频率的检定、谐波失真的检定。,精思国计,细量民生,第二节 空气声计量,2.声级计的检定(1)声级计:能对声音作出反应的仪器(2)
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