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声强校准方法声强级均小于130dB,对声强级在宽动态范围的线性度和高声强级校准始终是一个缺项。
声强探头主要测量器件是两个配对的传声器,在高声压的作用下其敏感元件会产生非线性畸变,导致两传声器相位失配,甚至损坏。
由于没有高声强校准手段,在高于130dB时,声强测量的准确度一直受到质疑。迫切需要建立动态范围宽增加。以高声压标准传声器作为主标准器,给出高声压级标准值,耦合元件引起耦合器相位变化是已知的。这样,就可模拟产生声强级。
上述原理的高声强校准器在腔内声压级失真度不超过2%的条件下,声强级可达140dB,可满足部分声强测量仪线性度校准的需求。
空气声计量
主要包括声压和声强两个参数,声压计量经多年研究,已建立频率范围为10Hz一20kHz,声压级为80dB一170dB的相关计量标准;
声强计量只在一定的频率范围内或在某些特定的声强级下进行,高声强级校准几乎是空白。其难点在于在高声强条件下不仅要解决的高声压产生的非线性问题,还要解决相位匹配控制的难题。虽然,国内外高声强校准取得了一定的进展,但其原理、设备和方法等仍需经过时间和应用的考验,相应的问题正在进一步的研究中,相信在不久的将来会有更大的进展。
消声室法
消声室法是使用的最广泛的方法,将声强测量仪置于自由声场(消声室)中,声强探头轴正对声源中心,同时在其附近并列放置标准传声器。声源发出的声波为平面行波,则声强测量仪测得的声强级,I=声压级L一0.15dB。
这种方法通过标准传声器溯源于声压基准,比较容易获得高的准确度水平,这种方法适用于声强测量仪的频率响应校准,其声强级不超过1lOdB,频率范围为(50—6300)Hz。
行波管法
行波管法采用一个空心透明圆管(行波管),行波管一端安装扬声器,另一端是均匀安装多个塑料管,并为圆弧型。使这个端面完全吸声而无反射,声强探头置于管内,轴正对声源中心。
声源采用中心有圆孔特制扬声器,通过中心插人一根可移动的装有标准传声器的探管,用来测量驻波管的声场。当声源发出声波后,声强探头的两个传声器测得的声压信号的幅值和相位完全已知,得出被校声强级。
这种方案占地少,声波信号准确性好,但校准准确度较低。由于驻波管尺寸一定,限制了频率范围,其声强级不超过20dB,频率范围为(100—2000)Hz。
声强校准器法
声强校准器法比较常见,具有操作简便,准确度高的特点。
由模拟自由场中平面声波的活塞发生器和声强耦合器组成。用于声强、质点速度和声压校准的声强耦合器,包括两个由耦合元件相连的腔室。当活塞发生器与耦合器相接时,上下两腔室的之间存在相当于标称间距为50ram而无反射出现的相位差。
在两个腔室中的声压幅值相等,因此模拟了一个自由场中传播的平面声波的声强。如果声强探头的一个传声器位于上腔室,另一个位于下腔室,则可用来校准声强测量仪器的声强和质点速度的灵敏度。耦合器和活塞发生器还可用作声压校准,这时两个传声器都放在下腔室中,使它们暴露在完全相同的声压下(幅值和相位相同),利用已知的声压级对各个传声器通道作声压灵敏度校准。其声强校准值为定值,即118dB。250Hz。
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