基于几何平均声压的声强计算的误差分析

采用p p法计算声强时 ,需要用两个传声器测得的声压的均值代替被测点的平均声压 ,用两声压进行一阶差分来间接获得声振速。声压平均一般基于算术平均算法 ,分析发现 :在高频区误差较大。针对声场大多呈非线性的特点 ,提出了应用几何平均计算声压的方法。并以平面声源、单极子、偶极子三种声源为例 ,对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行了对比分析 ,结果表明

四极子声源基于几何平均声压的声强计算误差分析

间接测量技术计算声强,是将两传声器各自测得的声压进行算术平均,用其平均值代替被测点声压。分析发现:基于算术平均声压得到的声强在高频区误差较大。应用两测点声压的几何平均值代替被测点的声压,并以四极子声源为例,对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行比较,结果表明:对于四极子声源,几何平均声强计算误差曲线比算术平均声强计算误差曲线具有随频率的变化更平缓的特性,但前者曲线变化比后者曲线变化复杂,随着△r/r的增大,曲线上误差为零的点向着频率增大的方向移动,且这种移动算术平均声强比几何平均声强更敏感,所以由几何平均声压得到的声强更适合于更宽频率范围的测量。

双传声器声压测量的计算误差分析

利用双传声器测量声压存在系统误差,这个误差主要出现在对两个通道声压进行平均的算法上。当两个传声器之间的声压差很小时,算术平均法和几何平均法计算出的声压级误差的差别可以忽略。在测量平面声场时,声压级误差主要出现在高频;在测量点声源声场时,声压误差级主要和测试距离有关。

点声源声场两种声强计算方法误差分析

分别推导出了点声源声场基于算术平均声压的声强计算误差公式和基于几何平均声压的声强计算误差公式 ,并进行了计算机仿真 ,且对这两种误差进行了对比分析 ,在高频区由几何平均声压而得到的计算声强的误差小于由算术平均而得到的计算声强的误差 ,几何平均声强具有比算术平均声强可测范围宽的特性。当声波是空间位置和时间的周期函数时 ,平面波误差项永远是一负偏差项。近场误差项不影响曲线形状 ,只是使曲线进行上下平行移动 ,随着 Δr/ r的增大 ,曲线向上移动 ,曲线和横轴的交点 (误差为零的点 )向右移动。

一种声强计算的新方法

采用p_p法计算声强时 ,需要将两声器测得的声压进行平均作为被测点的声压 ,将两声压进行差分计算来间接获得声振速。常规声压平均一般均基于算术平均算法 ,分析发现 :在高频区误差较大。针对声场大多呈非线性的特点 ,提出了应用几何平均计算声压的方法。并分别以两同相小球源和声柱为例 ,对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行了对比分析 ,结果表明 :在高频区由几何平均计算声强的精度明显高于由算术平均计算声强的精度。

球声源作振动时两种声强计算方法的比较

采用间接测量技术计算声强时 ,是用两传声器各自测得的声压进行算术平均 ,用其平均值代替被测点声压 ,分析发现 :在高频区误差较大。应用两测点声压的几何平均值代替被测点的声压 ,并以作振动的球声源为例 ,对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行比较 ,结果表明 :对作振动的球声源 ,几何平均声强计算误差曲线比算术平均声强计算误差曲线随波数或频率的变化具有更平缓的特性 ,随着Δr/ r的增大 ,曲线上误差为零的点向着波数或频率增大的方向移动 ,且这种移动算术平均声强比几何平均声强更敏感 ,所以由几何平均声压得到的声强更适合于更宽频率范围的测量。

声强向量阵对低频目标测向及其优化算法研究

研究了基于典型声强向量阵——三轴六基元阵的低频水声目标被动声测向算法,该方法综合利用了目标声场的声压和振速信息,能在小尺寸和低频条件下实现水声目标的高精度测向。提出了基于几何平均声压测量声强原理的优化算法,进一步改善了定向性能。用实测舰船噪声数据进行了计算机仿真,结果表明:矢量传感器尺寸为0.5m,信噪比为0dB时,优化算法得到的全空间内方位角和俯仰角误差的最大值均在2°以内。