自由场传声器

《计量学基础》教学课件中国计量学院计量测试工程学院《计量学基础》课程组组织编写机械工业出版社普通高等教育测控信息技术规划教材精思国计，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/s201()TpptdtT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/mI(t)=p(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3/Pasm01()TanTWdsptudtT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20lgprpLp10lgIrILI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二、测试传声器的计量１.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、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)声级计的检定方法•声性能检定（原理如图）•性能检定精思国计，细量民生第二节空气声计量1.噪声声压级测量（1）测量的选择（2）读数记录方法：•稳态（似稳态）噪声：用声级计慢档计量•离散的冲击声：用脉冲声级计读取脉冲•运载工具通过时的噪声：用声级计快档计量，读取最大值。•无规则变动噪声：用声级计慢档计量四、噪声测量精思国计，细量民生第二节空气声计量（3）外界因素的影响2.噪声声功率级测量（1）半消声室中的精密测量方法（2）混响室中的精密方法（3）声功率级测量的工程法（4）声强测量方法精思国计，细量民生第二节空气声计量1.超声水听器2.超声水听器的绝对法测量3.激光干涉法测量一、超声水听器测量精思国计，细量民生第三节超声计量二、超声功率测量1.超声功率计量器具的移定（1）毫瓦级超声功率的检定：通常根据辐射力原理进行检定。（2）瓦级超声功率计的检定：辐射压力或声光法进行检定精思国计，细量民生第三节超声计量2.超声功率测量方法(1)辐射力法测定界面上产生辐射压力,其值等于等于界面两边声能的密度差。原理如图。精思国计，细量民生第三节超声计量(2)量热法通过测定温度升高或体积变化，从而测定超声波功率或声强。原理如图。精思国计，细量民生第三节超声计量(3)电测法通过测量超声转能器在媒质中的辐射电导并经计算求得。(4)声光法通过观测超声衍射光栅对光束产生的光辐射因素，就能检测到超声束的声功率。精思国计，细量民生第三节超声计量1.天然水域(1)水域的空间(2)水域内环境噪声要求(3)其他条件的要求2.人工水池•全消声型•封闭型所选水池的长度要与测量的声信号的波长成正比一、声场设施精思国计，细量民生第四节水声计量二、水声标准器1.标准水听器的类型•(1)RHS-2型标准水听器•(2)R&K8104型标准水听器•(3)RHAL-1型标准水听器2.测量用水声发射器•用于水中产生所需声信号的发射转能器•组成:标准发射器、互易转能器和一般辅助发射器精思国计，细量民生第四节水声计量三、水声标准器计量1.互易法计量•自由场互易法•耦合腔互易法计量•行波管互易法计量2.物理参数法计量•振动液柱法计量•压电补偿法计量•静水压激励法计量精思国计，细量民生第四节水声计量3.比较法计量•自由场中的比较法计量•声压场中的比较法计量4.振速水听器计量•球面波自由场法计量•振动液柱法计量•驻波场法计量精思国计，细量民生第四节水声计量本章完精思国计，细量民生