GB T 20441.3-2010 电声学 测量传声器 第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法.pdf
《GB T 20441.3-2010 电声学 测量传声器 第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GB T 20441.3-2010 电声学 测量传声器 第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法.pdf(20页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、ICS 17.140.50 A 59 组昌中华人民圭七./、不日国国家标准G/T 20441.3-2010/IEC 61094-3: 1995 代替GB/T6511-1986 电声学测量传声器第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法Electroacoustics-Measurement microphone一Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique CIEC 61094-3: 1995
2、, IDT) 2010-12-01发布2011-05-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 20441.3-201 O/IEC 61094-3: 1995 目次前言. III l 范围-2 规范性引用文件-3 术语和定义4 参考环境条件-5 自由场互易校准原理6 影响自由场灵敏度的因素-7 校准的不确定因素附录A(资料性附录)传声器的声中心位置的数据附录B(资料性附录)空气衰减系数的数据附录C(资料性附录)传声器灵敏度的环境影响.I G/T 2044 1. 3-2010/IEC 61094-3: 1995 目lJr:I GBjT 20441
3、(电声学测量传声器分为7个部分:第1部分:实验室标准传声器规范;第2部分:采用互易技术对实验室标准传声器的声压校准的原级方法;第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法;第4部分:工作标准传声器规范;第5部分:工作标准传声器比较法校准方法;一一第6部分:测定频率响应的静电激励器;-一一第7部分:实验室标准传声器的自由场灵敏度和声压灵敏度之间的差值。本部分为GBjT20441的第3部分。本部分等同采用IEC61094-3: 1995(电声学测量传声器第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法(英文版)。为便于使用,本标准作了下列编辑性修改:a) 用小数点飞
4、.b) 删除了I阻EC61094-3: 1995的前言;c) 在5.2中增加了说明字母下划线的数学含义的注。本部分代替GBjT6511-1986(采用互易技术对123.77mm标准电容传声器进行自由场校准的精密方法。本部分与GBjT6511-1986的主要不同点如下:除了基本原理和技术以外在内容、结构、叙述和编排上都有较大的变动;a) 增加了前言和目次;b) 原标准只适用于123.77mm的标准电容传声器,本部分规定的原级方法适用于GBjT20441 第1部分规定的实验室标准传声器(包括123.77mm的标准传声器)。因此,在文本中的内容上增加了除123.77mm传声器外,其他实验室标准传声器
5、部分;c) 文本的内容由4章改为7章。增加了范围、规范性引用文件、参考环境条件、影响自由场灵敏度的因素和校准的不确定度,替代了原来标准中的校准方法和设备、校准的绝对准确度等内容;d) 增加了附录C传声器灵敏度的环境影响。本部分的附录A、附录B、附录C为资料性附录。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国电声学标准化技术委员会(SACjTC23)归口。本部分起草单位:南京大学、江苏省电子信息产品质量监督检验研究院、中国测试技术研究院。本部分主要起草人:沈勇、赵其昌、张志强、郝豫)11。本部分的所代替标准的历次版本发布情况为:GBjT 6511一19860阳皿GB/T 2044 1.
6、3-20 10/IEC 61094-3: 1995 1 范围电声学测量传声器第3部分:采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法GB/T 20441的本部分规定了测定自由场灵敏度的原级方法,以建立在自由场条件下可再现的和准确的声压测量的基础。本部分适用于满足GB/T20441. 1要求的实验室标准传声器。校准方法的原理适用于其他类型的传声器。特别是,当安装有规定的转接器,符合GB/T20441. 1要求的传声器可以将转接器除去,按照本部分进行校准。本部分适用于具有高阅历的技术人员和特殊要求的实验室。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T20441的本部分的引用而成为本部分的条
7、款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB/T 17247.1-2000声学户外声传播衰减第1部分:大气声吸收的计算(eqvISO 9613-1: 1993) GB/T 20441. 1-2010 电声学测量传声器第1部分:实验室标准传声器规范(IEC61094-1: 2000 ,IDT) S/T 10444-1993 电声学术语(eqvIEC 60050(801) : 1984 Acoustics and Electro-ac
8、oustics) IEC 60027-2: 1972 用于电子技术的宇母符号第2部分:电信和电子IEC 61094-2: 1992 测量传声器第2部分:采用互易技术对实验室传声器的声压校准的原级方法ISO/IEC指南:1995测量不确定度的表述指南(GUM)3 术语和定义GB/T 20441. 1-2010界定的以及下列术语和定义适用于本部分。3.1 互易传声器reciprocal microphone 线性无源的传声器,其开路的正向和逆向转移阻抗(见IEC60027-2: 1972中206)在幅值上是相等的。3.2 传声器自由场灵敏度的相位角phase angle of free-field
9、 sensitivity of a microphone 对于一给定频率的正弦平面行波,在规定的声入射方向和在给定的环境条件下,开路电压和声压之间的相位角,与传声器不在时,它的声中心的位置有关。注:单位为度或弧度(。或rad)。3.3 传声器的声中心acoustic centre of a microphone 对于发送传声器,给定频率的正弦信号和规定的方向和距离上的一个点,围绕这个点在小范围内观1 GB/T 2044 1. 3-2010/IEC 61094-3: 1995 察,从这个点呈现一个发射的近似的球形波阵面。3.4 3.5 注1.互易换能器用作接收时的声中心与用作发送时的声中心是一致
10、的。注2:本定义仅适用于所观察的球形或近似球形波阵固的声场区。等效点换能器equivalent point-transducer 位于传声器声中心位置的一个传声器,在给定方向和距离范围,模拟传声器的发送和接收特性。电转移阻抗electrical transfer impedance 对于2只声搞合的传声器系统,用作接收的传声器的开路电压与用作发送的传声器的电端的输入电流之比的商。注1.单位为欧姆(.Q)。注2:这阻抗是为GB/T20441, 120l中7.2给出的接地屏蔽结构而定义的。3.6 声转移阻抗acoustical transfer impedance 对于2只声搞合的传声器系统,作用
11、于接收传声器膜片上的声压与用作发送的传声器所产生的短路体积速度之比的商。注:单位为帕斯卡秒每立方米CPa.6/m3)。3. 7 3.8 传声器的主轴principal axis of a microphone 通过传声器的声中心并与膜片垂直的一根直线。自由场条件free-field conditions 声波能没有任何干扰地自由传播的条件。4 参考环境条件参考环境条件是:温度t , 23.0 .C; 一一一静压ps. , .10 1. 325 kP的一一相对湿度Ht=50%。注:参考温度选为23c是因为考虑到,实际校准大多在这温度或其附近进行5 自由场互易校准原理5. 1 概述传声器的互易校准
12、可以用3只传声器进行,其中2只必须是互易的,或者用一个辅助声源和2只传声器,其中一只必须是互易的。注:如果有一只传声器不互易,则它只能用作接收器。5. 1. 1 使用3只传声器的原理概述在自由场条件下,将2只传声器在声学上组成一系统,其中一只作为声源,另一只作为声接收器,测量电转移阻抗。当系统的声转移阻抗已知时,2只藕合的传声器的自由场灵敏度的乘积就可以确定。传声器(1)、(2)和(3),JI顶次配对,这样得到3个相互独立的乘积,就可以得到3只传声器中每一只传声器的自由场灵敏度的表达式。5.1.2 使用2只传声器和一个辅助声源的原理概述首先,在自由场条件下,将2只传声器在声学上组成一系统,并测
13、定2只传声器的自由场灵敏度的乘积,见5.1.1。其次,将2只传声器轮流在自由场条件下置于辅助声源产生的相同的声压处,则2只G/T 2044 1. 3-2010/IEC 61094-3:1995 传声器的输出电压的比值等于两传声器的自由场灵敏度之比。从两传声器的自由场灵敏度的乘积和比值,就可以推得2只传声器中每一只传声器的自由场灵敏度的表达式。注:为了得到自由场灵敏度的比值,可以用直接比较法,辅助声源可以是另一个换能器或第3只传声器,它的力学或声学特性与被校准的传声器不同。5.2 原理的表达式考虑实验室标准传声器或相似的传声器是互易的,则传声器的换能方程(1)为:U =zlli + Zl2q P
14、 =Z21 i 十Z22Q式中: 传声器声端(膜片)处的声压EU 传声器电端的信号电压;q 通过传声器声端(膜片)的体积速度;i 通过传声器电端的电流;Zll =Ze 膜片受挡时传声器的电阻抗;Z22 =Za 电端开路时传声器的声阻抗;Zl2 = Z21 = MpZ. 逆向和正向转移阻抗,Mp为传声器的声压灵敏度。方程(1)也可以写成:这构成了传声器的互易方程。U = Zei + MpZ.q =MpZ.i +Z.q . ( 1 ) . ( la ) 当传声器位于平面行波中,在高频时膜片表面上的声压是不均匀的,这时可以通过等效点换能器模拟传声器给出声端的位置。在这情况,对于实际的传声器,通过户的
15、特殊解释,方程(1)仍是有效的,见5.4和5.5。注:字母的下划线表示复数,下同。5.3 插入电压技术插入电压技术用于确定具有电负载的传声器的开路电压。将一负载阻抗连接到具有确定开路电压和内阻抗的传声器上。为了测量开路电压,将一个比负载阻抗小的阻抗与传声器串接,并在其上施加一个校准电压,交替地施加声压和同频率的校准电压,调节校准电压,使其在负载上产生的电压降与作用于传声器的声压所产生的电压降相等。此时,校准电压的大小即为开路电压。5.4 传声器的自由场接收特性设传声器位于自由平面行波的声压为户。处。传声器的等效电路如图1,其中p0是膜片受挡时的声压,p是传声器声端的实际声压,Za.r是传声器的
16、声辐射阻抗。Za,r q r po p 传声器u 图1在声场中接收传声器的等效电路3 G/T 2044 1. 3-2010/IEC 61094-3: 1995 设i。与。之比为:p乌=5(j,的YO 上式中,5(j,的是散射因子,它是频率和入射到传声器膜片上声波入射角的函数。5(j,的决定于传声器的几何外形。由于=户0-Z.,q,传声器的换能方程(1a)可以写成:U=Zei十MpZ.q户。=MpZ.i+ (Z. + Z. ,) q 根据定义,自由场灵敏度为:1fT、Z ( 2 ) Mf=(二)=Mp 一一一一5(j,8的). ( 3 ) 二二斗-飞p1;0/f霄叫o一Za+ Z 方程(3)表明
17、,声压灵敏度与自由场灵敏度之间的差异,不但决定于通过散射因子S仄(j,8的)反映的传声器的几何形状,而且决定于传声器的声阻抗和辐射阻抗之间的关系。5.5 传声器的自由场发送特性假设传声器在自由场条件下处于发送状态,其等效电路如图20q U 传声器图2在自由场条件下发送传声器的等效电路由于=-Z.,q,传声器的换能方程(1)可以写成:U = Zei + MpZ.q o =MpZai + (Z. + Za.,) q Efp za些旦二Z丰Z二z=页云百了-则p Za.r . ( 4 ) 根据互易原理,对于远处的某一点,传声器的作用相当于一个声源强度为-q5(j,的=Mfi的等效点源,在等效点源和远
18、处该点之间的距离为d处的声压PO为:。=jdlMfie-zdeJ2 r_v J 2d =:_ . ( 5 ) 上式中:v=+j为复传播系数。注:上面给出的方程(5)的推导是基于传声器的集中参数的表述见方程(1汀,更严格的推导可以用传声器的积分形式的表述得到。5.6 互易程序将自由场灵敏度分别为Mf.1和MI,2的两传声器,相对置于自由场中并使其主轴重合。当电流ZI通过传声器(1)的电端时,在自由场条件下,距离传声器中心d处将产生方程(5)给出的声压扣。当传声器(2)置入声场,并假设两传声器之间不发生干涉,在传声器(2)的开路电压为:4 巴=些z些=J朵旦f.1也2i 1 e-ydI2 上式中:
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GB 20441.3 2010 声学 测量 传声器 部分 采用 技术 实验室 标准 自由场 校准 方法

链接地址:http://www.mydoc123.com/p-162825.html