实验室标准传声器前腔体积的测量方法研究

实验室标准传声器的前腔体积（包括等效体积）是耦合腔互易校准声压灵敏度的主要不确定度分量。为了控制前腔体积与等效体积引入的不确定度分量，应用声学方法测量实验室标准传声器的前腔体积，分别利用有源耦合腔结合系列哑头空腔的方法和多个平面波耦合腔的方法对LSIP和LS2P传声器的前腔体积与等效体积之和进行测量。实验结果表明，有源耦合腔法和多个平面波耦合腔法均能有效测量实验室标准传声器的前腔体积，且测量结果具有较好的一致性。前腔体积的精确测量实现了实验室标准传声器声压灵敏度的高精度校准。

实验室标准传声器静压和温度修正系数的测量

为测量实验室标准传声器的静压和温度修正系数，在耦合腔互易法声压基准的基础上建立了静压调节系统和温度控制装置。对不同静压和温度条件下利用耦合腔互易法获得的传声器声压灵敏度进行线性拟合，得到不同频率条件下的静压修正系数和温度修正系数。实验结果表明低频段静压修正系数和温度修正系数基本保持不变，频率值在传声器膜片谐振频率值的1／2处，静压修正系数和温度修正系数分别存在最大值和最小值。

利用光学方法测量实验室标准传声器的前腔深度

实验室标准传声器的前腔深度是耦合腔互易法校准其声压灵敏度的主要不确定度分量之一。为了控制声压灵敏度校准的不确定度，利用光学三坐标自动测量系统，分别通过直测法和块规法测量3只LSIP和3只LS2P传声器的前腔深度。测量结果表明，在传声器外环面放置高精度的块规，较好匹配了传声器与平面波耦合腔进行声学耦合时的物理模型，其前腔深度测量不确定度优于3．0μm（k=2）。对于LSIP传声器20Hz～10kHz频率范围内的声压灵敏度，前腔深度引入的不确定度分量优于0．005dB（k=2）；对于LS2P传声器，20Hz～25kHz频率范围内的不确定度分量优于0．012dB（k=2），能够实现实验室标准传声器声压灵敏度的高精度校准。

Φ12.7mm标准传声器自由场互易校准装置

研制的１２．７ｍｍ标准传声器自由场互易校准装置在２～４０ｋＨｚ频率范围内，自由场校准的扩展不确定度（覆盖因子为２）优于０．２ｄＢ。该装置由消声箱、坐标测距系统、一组ＬＳ２ｐ型１２．７ｍｍ标准传声器以及满足准确度要求的一套校准用的仪器设备组成。箱内吸声尖劈体由两种密度不同的软质聚氨酯泡沫塑料组装而成。传声器互相位置的测距准确度优于０．０５％。在２～４０ｋＨｚ频率范围内对ＬＳ２ｐ型传声器声中心位置进行测量，其结果和ＩＥＣ１０９４－３（１９９５－１１）标准上给出的声中心位置吻合。在２５ｋＨｚ和３１．５ｋＨｚ频率测得的声中心位置与ＩＥＣ／ＣＤ１０９４－３标准公布前的各草案上的数据有较大偏差（ＩＥＣ１０９４－３标准已取消了这两个频率）。

LS2p型标准传声器的声中心测量

介绍了ＬＳ２ｐ型标准传声器的声中心测量。测量装置的自由场偏差小于０．１ｄＢ，坐标测距系统准确度优于０．０５％，分辨力为０．０１ｍｍ。声中心测量结果与ＩＥＣ／ＣＤ１０９４－３，２９（ｓｅｃ）２７９标准草案提供的数据进行比较，在２～２０ｋＨｚ频率范围内两者的声中心位置相差±０．１ｍｍ，而在２５ｋＨｚ和３１．５ｋＨｚ两频率分别有５８ｍｍ和１０．

LS2F传声器的高频自由场互易校准

为满足空气超声声压量值的溯源需求，利用PULSE分析仪和互易校准仪，采用时间加窗技术对频域信号转换得到的时域信号进行处理，建立了LS2F传声器的高频互易校准装置，实现了实验室标准传声器的20—51kHz的自由场灵敏度校准。通过对比时间加窗处理前后的实验数据，分析了驻波和墙体发射波对传声器灵敏度的影响。结果表明，高于40kHz时，时间加窗处理技术能够减小1．0dB的偏差。

时选窗技术在传声器自由场互易校准中的运用

实验室标准传声器的自由场互易校准是复现声压量值的一种基本方法,在测量过程中需要测试系统具有很高的信噪比。在空气声自由场声压基准装置中采用了步进正弦信号扫描和时间延迟谱技术测量传声器转移阻抗复频率响应,并采用IFFT得到脉冲响应,通过时域窗口消除反射,有效提高了信噪比,在体积较小的消声箱内完成了互易校准。

电容传声器的精密校准

本文介绍了电容传声器的精密校准方法。首先阐述了电容传声器灵敏度校准的两种方法:互易校准和比较校准,其中对互易校准的原理和电容传声器灵敏度的计算方法进行了推导;更详细地列出了三种比较校准的方法:在一个耦合器中的比较校准,在消声室内的比较校准和用同一传递标准的比较校准。其次对用静电激发器测量电容传声器的频率响应和瞬态响应的问题也进行了简介。最后提出电容传声器校准中的有关注意事项。

PXI总线声级计自动检定系统设计

声级计作为测量声压级的基本仪器,也是声学的基本仪器之一,被广泛地应用在环境保护、工业生产等行业。它通过将声信号转化为电信号,并对其进行处理、分析,能够将被测环境的噪声等级显示在屏幕上。声级计量值的准确与否,直接关系到测量结果的准确性和有效性,影响到人民群众的日常生产生活。因此,国家将声级计纳入强制检定范围,规定每年必须对声级计进行一次检定,以保证其量值的准确与统一。

光学三坐标测量仪在传声器参数测量中的应用

将光学三坐标测量仪应用到实验室标准传声器前腔深度的测量过程中，其测量结果表明，利用光学三坐标测量仪可以对传声器的前腔深度进行高精度的测量，其测量不确定度优于3．4μm（k=2），较好控制了耦合腔互易法校准声压灵敏度的不确定度分量。