第三章 噪声测量.ppt

3.1 基本声学量-声压的测量 (1)声压的测量是声学测量的基础。在声压测量中，声波的接收是声学测量的基础和首要环节. (2)空气介质中最常用的接收声波的传感器为传声器。 其原理是由声造成的空气压力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机器振动变成电参数的变化。 (3)四种接收声波的方式：压强式、压差式、压强与压差复合式、多声道干涉式。 声波的接收是声压测量的基础环节。 仪器：传声器（麦克风），按声学原理一般分为四种： 压强式 压强式传声器只激励传声器振膜的一侧，主要是无指向性传声器。 压差式 压差式传声器只激励传声器振膜的两侧，也就是振膜运动受两侧声压的控制，这类话筒总是带有特定的指向性 压强与压差复合式 多声道干涉式 作用：将声信号转化为电信号。其原理是由声造成的空气压力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机器振动变成电参数的变化。 传声器还可分为 按能源分：有源传声器、无源传声器 按换能原理：电动传声器、电容传声器、压电式传声器、半导体式传声器等 按用途及使用方法：音乐用传声器、歌唱用传声器、有线传声器、无线传声器、落地式传声器、手持式传声器 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 压强式传声器 无声场时：I内=I外，F=0 有声波入射时，F=ps，在此力的作用下，通过力电换能器，振动转换为电信号输出，因此，测得这个输出信号就可以求出声场中对应的声压。 作用到传声器上的合力与声波入射方向有关，传声器具有指向性，但利用压强原理制成的传声器在低频率是无指向性。 理想的声学测量用的传声器特性：自由声声电压灵敏度高、频响特性宽、动态范围大、体积小，不随温度、压力、湿度等环境条件而变化。 电容传声器 精密测量中最常用的一种传感器，其稳定性、可靠性、振性，以及频率特性均较好。 无声波时，腔内外压强相等； 有声波作用时，膜片受到声压P的作用，产生振动，使膜片与后板的距离发生变化。 电容计算公式： 式中k为静电力常量，ε为介电常数，S为极板面积。 当极板间距d变化时，电容C随之变化，电流I也会随之变化。 优点：频率范围宽，频率响应平直，灵敏度变化小，稳定性好，多用于精密声级计中。 缺点：内阻高，需要配备响应的放大器和衰减器，需要一定的电压，膜片容易损坏。 3.3 声强及声功率的测量 3.3.1 声强的测量 1.声强：指在单位时间内通过与指定方向垂直的单位面积的声能量的平均值，它是一个矢量值，表示为： I=p·u 2.声强的测量原理 一般采用两个性能相同的声压传声器组成声强计的传感器，与加法器、减法器、积分器、乘法器等组成声强计，直接进行声强测量。 3.声强的测量仪器 组成： 探头部分——信号处理部分——校准部分 与声级计组成相比较的不同与相同点。 探头部分——传感器部分，从声场中拾取声压或质点振动速度信号。 信号处理部分——负责对信号放大、滤波，然后根据测量原理计算并显示结果。 校准部分——确保测量结果的准确性。 分类： 小型声强计： 双通道快速傅里叶分析仪： 双路数字滤波器：： 4.声强测量的应用 鉴别声源及其方位 画出声源附近声能量流动的路线 研究材料吸声系数随入射角度的变化 求声源的声功率 3.3.2 声功率的测量 声功率：声源在单位时间内发出的总能量，与测点离声源的距离以及外界条件无关。 目前已有的为ISO颁发的测量噪声源声功率方法的标准以及我国参照ISO制定的测试标准。 ISO测试标准 按测量精度分为：精密级、工程级和简易级。 按测试环境分为：混响室、消声室和半消声室。 按声源噪声特性分为：稳态、宽带和窄带噪声。 我国颁布的测试标准 按测量精度分为：精密级、工程级和简易级。 按测试方法分为：声压法、声强法、标准声源法和振速法。 按测试环境分为：混响室、消声室和半消声室。 不同测量精度的特征 1.声压法 声压法是指通过测量声源的声压值，再换算成声功率的方法。 声压法可分为自由声场法和混响室法两类。 （1）自由声场法 产生自由声场的环境可以是消声室或半消声室。 利用自由声场法可以测量无指向性声源和指向性声源的声功率。 无指向性声源辐射声功率的测量 只需测量出声场中某处的声压级即可。 若为精密测量，需注意： 1.在消声室内进行，