耦合腔互易法声压国家计量基准

耦合腔互易法声压基准建立于1965年，于1986年批准为国家计量基准，并于1990年进行了技术改造。它采用耦合腔互易技术，通过精确确定基准传声器声压灵敏度的方法来复现声压量值。该基准装置包括：互易校准仪、一级基准传声器、一套耦合胜、信号发生器、差分电压表以及其他配套设备。国家计量基准介绍主要技术指标为：频率范围：SOth－ZqUth；不确定度：0．05dB（k＝3）；重复性：o．o川B；其主要技术指标接近国际先进水平。耦合腔互易法声压基准承担着我国声压量值传递及国内外比对的任务，为科研、生产、环保、医学等领域的声压量值准确…     

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LS1P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.     

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LS1P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3.0 μm(k=2).对于LS1P传声器20 Hz～10 kHz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0.005 dB(k=2);对于LS2P传声器,20 Hz～25 kHz频率范围内的不确定度分量优于0.012 dB(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.     

环境、医学领域声学计量发展展望

声学计量与人们的生产生活密切相关。在环境噪声的监测与控制、医疗活动中的诊断与治疗、水下军事侦察活动、高品质声学环境的营造中,都离不开声学计量。＂十一五＂前,中国计量科学研究院（以下简称＂国家计量院＂）在声学计量研究方面主要分为空气声（电声）、超声和听力三个方向。在这三个领域拥有5个基准,分别是耦合腔互易法声压基准、     

平面波耦合腔中热传导和声泄漏对低频互易校准的影响

针对低频耦合腔互易校准中存在的热传导和声泄漏问题,通过理论计算和不同长度耦合腔的系列实验研究,探讨其对互易校准结果的影响规律。首先阐述了互易校准原理及电容传声器低频时的频响特征,传声器均压孔在声场外时,低频声压灵敏度随着频率降低而逐渐增加;其次,对发射传声器-耦合腔-接收传声器构成的耦合腔系统中的热传导修正因子进行计算,结果表明,随着耦合腔长度变长,热传导修正因子变小,不确定度分量变小;通过不同长度的耦合腔组成的互易校准系统研究声泄漏的影响并探讨其优化方案,实验结果表明,10 mm和15 mm耦合腔对互易校准结果影响较小,重复性高,该实验结果与传声器的低频响应特性一致。     

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。     

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.     

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。     

非刚性管中换能器灵敏度的测量方法研究

为实现非刚性管中的换能器低频灵敏度校准,提出了基于互易常数修正的管中灵敏度校准方法。首先,基于管中非刚性边界条件和声压的方程进行了互易常数的推导及修正,并围绕管中互易常数的修正开展了仿真分析,得到测量频率段互易常数的修正值;其次,搭建实验系统开展了基于互易法的管中换能器的灵敏度测量研究。研究表明,管中互易常数的修正使互易换能器灵敏度值更加接近自由场互易法测得的灵敏度值。在0.5~4kHz 频率范围,补偿后的互易换能器灵敏度级最大起伏为-1.41dB,极大改善了未修正的测量情况,与自由场测量值的误差较小,符合声学计量要求。通过对实验与仿真进行对比分析,验证了该方法的有效性和准确性。     

低频水声声压校准测试系统的设计

水声声压是声学测量中应用最广泛的参数，对声压的测量又是通过测量水听器的声压灵敏度来完成的。声学计量检定系统中对低频水声声压灵敏度的校准有多种方法，应用振动液柱法校准低频水听器的声压灵敏度是常用方法之一。伴随着新型器件、新材料和数据采集器的应用，笔者根据振动液柱法的数学模型，初步设计了一套测试系统。本文给出测试系统实现原理和系统框图，并对其不确定度进行了分析评定，同时给出测试系统能达到的技术指标。     

仿真耳的高频校准

仿真耳是听力计量的主要仪器之一,为满足听力计在8~16 k Hz高频范围内的计量需求,须对仿真耳进行高频校准。通过适配器的使用,解决了仿真耳高频校准中存在的测量结果不稳定的问题。同时,针对仿真耳中传声器声压灵敏度级和仿真耳声耦合腔声学特性这两项主要技术指标,建立了8~16 k Hz频率范围内的自动测量系统,对其进行测量。测量结果表明声压灵敏度级的标准偏差小于0.2 d B,表征耦合腔声学特性的频响测量标准偏差小于0.3 d B。     

高静水压下自由场水声声压标准装置的研究

为了精确测量高静水压下自由场中的水声信号,在高压消声水池系统基础上建立了高静水压下自由场水声声压标准装置.装置由水声信号发射系统、电声信号测量系统、控制和管理系统及互易测量构件设备所组成,能够在2～200 kHz频率范围内,0.1～10 MPa静水压力下用球面波互易校准原理校准标准水听器的自由场灵敏度,校准值的扩展不确定度为0.8 dB(P=95%).     

冰箱压缩机消声器声学特性的数值分析

分析全封闭往复活塞冰箱压缩机的消声器消声性能。利用软件建立不同结构形状进气消声器的有限元模型,通过导入声学软件进行计算,获得一腔室,两腔室消声器和复杂形状消声器内部声场的声压分布及传递损失。分析结构参数对消声性能的影响。     

互易法与表面脉冲法校准声发射传感器的一致性探讨

声发射传感器的校准是声发射定量检测技术的前提,互易法和表面脉冲法是目前通常采用的两种校准方法,为探讨其一致性,从互易常数入手,比较表面波互易常数和表面脉冲法中的等效互易常数。通过加载力的等效处理、利用激光测振仪测量质点振速,获得法向速度和所加力脉冲的时域和频域分量,计算得到等效互易常数。同时,建立互易法和表面脉冲法校准系统,对实验结果进行对比分析。互易常数与等效互易常数的计算结果和基于校准系统的实验结果表明,互易法和表面脉冲法之间具有较好的一致性,电信号激励声发射换能器所引起的径向谐振产生的影响,对于互易校准而言可以忽略。     

空气声高声压的激光活塞法溯源技术研究

目前空气声高声压的溯源存在空白,本文基于激光-活塞发声器法,研究采用激光直接测量高声压下活塞振速的方式,实现了180 dB下高声压的溯源,并通过实验验证了理论公式和结果的一致性,为高声压的绝对溯源提供了技术方法,保障了高声压量值的准确可靠。     

声级计整机灵敏度的校准

众所周知,声级计整机灵敏度的校准方法有两种:一是用声校准器(这里指活塞发声器和声级校准器)进行校准;二是用声级计内部的标准信号进行校准。     

Φ24mm测试电容传声器声压灵敏度的校准

Φ２４ｍｍ测试电容传声器声压灵敏度的校准张明锋，陈玲（陕西师范大学声学所，７１００６２）一、引言目前，我国及国际上的声压标准都是在２３．７７ｍｍ实验室标准传声路基础上建立的。为了向国家标准靠拢及进行国际间的比对，近年来我国生产的测试电容传声器（下称传...     

1-10MHz频段内自由场平面波互易校准的初步跟踪研究

随着医学超声的蓬勃发展,对超声剂量的测量与控制的需要与日俱增。国内外均已研制了PVDF压电薄膜水听器用于超声场的测量,也曾开展了以测量辅助换能器的超声功率和指向性因数为基础的轴向声压法校准和自由场球面波互易校准工作。但因技术上原因和设备上的困难,继续提高校准频率不易解决。 本文叙述按照IEC文件推荐的方法,应用瑞利公式,用计算机计算在近场与远场间的过渡区的衍射损失因子,对平面波互易参量进行了修正后,用平面波互易法对1.450MHz,2.102MHz、3.385MHz、4.803MHz和10.187MHz五个辅助换能器的互易校准。获得了它们的发射…     

空气声高声压校准技术现状和趋势

一些传声器需要工作在160～190 d B的高声压下。本文介绍了用于高声压传声器校准的驻波管法、声流调制法、活塞发生器法、脉冲方法和激波管法的工作原理,比较了上述方法的优点和缺点,并根据国内外空气声计量发展的现状分析了空气声高声压校准技术的发展趋势,为高声压传声器的量值溯源和校准提供参考。     

12.7mm电容传声器耦合腔互易法校准

中国计量科学研究院于８０年代末开始了对１２７ｍ ｍ 电容传声器互易法校准技术的研究。本文介绍了计量院 １２７ｍ ｍ 电 容传 声器 耦合 腔互 易 法校 准技 术,其 不 确定 度在 ６３ Ｈｚ—１０ｋ Ｈｚ 小 于００７ｄ Ｂ（包 含因 子 ｋ ＝ ３）, 在２０ｋ Ｈｚ 时小于０１２ｄ Ｂ（包含因子 ｋ＝ ３）。