计量学基础——声学计量

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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

2、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

3、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２.耦合腔互易法检定（１）三传声器法传声器的声压灵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（２）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。３.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１.测试传声器(1)工作原理：通过改变两极板间

4、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９０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

5、，细量民生第二节空气声计量３.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

6、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3.标准噪声源的检定标准噪声源：是一种具有稳定声输出和宽带频谱特性的声源。检定方法：半消声法、

7、混响室法。精思国计，细量民生第二节空气声计量4.噪声剂量计的检定噪声剂量计：一种特殊的积分声级计。检定方法：对绝对灵敏度的检定、频率计权特性的检定、固有噪声的检定、检波特性的检定、积分器特性的检定。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

8、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超声水听器超声水听器的绝对法测量激光干涉法测量一、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