声强探头的设计与研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文声强探头的设计与研究姓名：赵小兰申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：李志远20070501声强探头的设计与研究摘要随着声学理论的快速发展和声强测量方法的日益成熟，使得开发研制具有良好性能和价格低廉的声强探头尤为必要，且对于声强测量方法的推广有着很重要的意义。本论文对国内外现有声强测量设备进行了较为深入的了解，并分别对一维声强探头和三维声强探头进行深入细致的研究。对于一维声强探头部分，提出了以p-P算法为理论基础设计双传声器声强探头的方案。并在设计过程中仔细分析了双传声器声强探头的特点和要求，研究了

2、它的前置放大电路和机械结构的优化设计方法。对于三维声强探头部分，在讨论4传声器三维声强测量原理的基础上，利用平行四边形曲柄机构的位置保持原理，设计了一种新型的4传声器三维声强探头，实现了三维声强测量频带可调的功能。关键词：声强测量，一维声强探头，三维声强探头，双传声器，机械结构，误差分析DesignandResearchofSoundIntensityProbeAbstractWithquickdevelopmentofacoustictheoryandincreasingmaturityofsoundintensitymeasur

3、ementmethod，itismoreandmoreimportanttodevelopaquickreal-timesoundintensitysamplingandprocessingsystem．Thispaperanalyzestheconstructionsofforeignandnativesoundintensitymeasllremeutequipmentsdeeply,andmainlyinvestigatesl-Dsoundintensityprobeand3-I)soundintensityprobe，For

4、l·Dsoundintensityprobe，thedesignprojectbasedonp-palgorithmisfLrstlyputforward．Thedesign如吲lh“lsaboutmechanical翻nK积mandsuperhighinputimpedancepre-amplifieralegiven．For3-I)soundintensityprobe．onthebaseofdiscussingthetheoryabout4-microphonefor3-Dsoundintensitymeasllremeut，

5、andmakinguseofthetheoryaboutthebraceframeworkandparallelogram’Skeepingplace，anew4-microphonestructurefor3-Dsoundintensityprobeisdesigned，whichrealizestheadjustable3-Dsoundintens酊measuredfrequencyband．Keyword：soundintensitymeasllrement，1-Dsoundintensityprobe，3-Dsoundint

6、ensityprobe，two-microphone，mechanicalstructure，erroranalysis，插图清单图L1丹麦B&K公司的双传声器探头⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3图1．2小野测器公司的直管双传声器探头⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3图1．3挪威电子公司的声强探头NE216⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4图1．4丹麦Q．R．AS．公司的三维声强探头50VI．1型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5图1．5四个传声器的三维声强探头⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5图2．1p—p法声强探头⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13图2．2有限差分近似图解法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。13图2．3双传声器探头的各种形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．14图2．4被测频率和传声器间距离的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．15图2．5不同直径传声器间距和频率范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。15图2．6用既T分析仪的数字信号处理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18图2．7有限差分误差⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。20图2．8近场测量的误差⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2

8、1图2．9相位不匹配误差⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．22图2．10探头方向对相位差的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23图2．1l测定残留压．强指数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图2．12以