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一、水聲換能器二、電聲換能器三、振動(dòng)傳感器第2章測(cè)量換能器一、水聲換能器1.水聽(tīng)器2.水聲發(fā)射換能器3.實(shí)驗(yàn)

1.水聽(tīng)器(1)分類(lèi)(2)參數(shù)(3)GB/T4128-1995(4)國(guó)內(nèi)外典型水聽(tīng)器介紹(5)使用與維護(hù)

(1)分類(lèi)

·

根據(jù)其用途和校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度

·

根據(jù)其使用材料

根據(jù)其用途和校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度分為兩級(jí):

A.一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器

建立水聲聲壓基準(zhǔn),并通過(guò)它傳遞聲學(xué)量單位。絕對(duì)法校準(zhǔn)。

B.二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器(測(cè)量水聽(tīng)器)

用作實(shí)驗(yàn)室中一般測(cè)試。比較法校準(zhǔn)。根據(jù)其使用材料可分為:a、壓電式:

壓電材料有硫酸鋰單晶體、偏鈮酸鉛或鋯鈦酸鉛一類(lèi)的壓電陶瓷。后來(lái)又出現(xiàn)復(fù)合壓電材料聚偏氟乙稀壓電薄膜(PVDF)制作的水聽(tīng)器。b、動(dòng)圈式(電動(dòng)式)c、磁致伸縮式d、光纖式(2)參數(shù)①水聽(tīng)器接收靈敏度②水聽(tīng)器的指向性③水聽(tīng)器的電阻抗④動(dòng)態(tài)范圍

水聽(tīng)器自由場(chǎng)電壓靈敏度:①水聽(tīng)器接收靈敏度水聽(tīng)器在平面自由聲場(chǎng)中輸出端的開(kāi)路電壓與聲場(chǎng)中放入水聽(tīng)器之前存在于水聽(tīng)器聲中心位置處自由場(chǎng)聲壓的比值。·

水聽(tīng)器聲壓靈敏度:水聽(tīng)器輸出端的開(kāi)路電壓與作用于水聽(tīng)器接收面上的實(shí)際聲壓的比值。

·

指向性響應(yīng)圖·

指向性指數(shù)·

指向性因數(shù)

②水聽(tīng)器的指向性水聽(tīng)器的指向性圖表示遠(yuǎn)場(chǎng)傳來(lái)的平面波入射到水聽(tīng)器接收面上的平均聲壓隨入射方向變化的曲線(xiàn)圖,或者說(shuō),它是水聽(tīng)器在遠(yuǎn)場(chǎng)平面波作用下,所產(chǎn)生的開(kāi)路輸出電壓隨入射方向變化的曲線(xiàn)圖。

·波束寬度:主瓣或主聲束兩側(cè)的兩個(gè)方向之間的夾角。指向性響應(yīng)圖參數(shù)——波束寬度和旁瓣級(jí)·旁瓣級(jí):指向性指數(shù)和指向性因數(shù)

對(duì)于水聽(tīng)器,其指向性因數(shù)代表定向接收器輸出端的信噪比比無(wú)指向性接收器輸出端的信噪比提高的倍數(shù)。指向性指數(shù)和指向性因數(shù)是用來(lái)度量指向性圖主瓣或主波束的尖銳程度的特征參量,也是聲吶方程的一個(gè)重要參數(shù)。指在它的輸出端測(cè)得的等效電阻抗(或電導(dǎo)納)。

在某頻率下加于換能器電端的瞬時(shí)電壓與所引起的瞬時(shí)電流的復(fù)數(shù)比。換能器電阻抗的倒數(shù)稱(chēng)為換能器的電導(dǎo)納。③水聽(tīng)器的電阻抗

水聽(tīng)器主軸方向入射的正弦平面行波使水聽(tīng)器產(chǎn)生的開(kāi)路電壓等于水聽(tīng)器實(shí)際輸出的帶寬1Hz的開(kāi)路噪聲電壓時(shí),則該聲波的聲壓級(jí)就是水聽(tīng)器的等效噪聲聲壓級(jí)。水聽(tīng)器的過(guò)載聲壓級(jí)與等效噪聲聲壓級(jí)之差。水聽(tīng)器的過(guò)載聲壓級(jí)④動(dòng)態(tài)范圍引起水聽(tīng)器過(guò)載的作用聲壓級(jí)。水聽(tīng)器的等效噪聲壓級(jí)(3)GB/T4128-1995一、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器聲學(xué)性能指標(biāo)靈敏度指在水聽(tīng)器輸出電纜末端測(cè)得的聲壓靈敏度或自由場(chǎng)低頻靈敏度。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用于1Hz~100kHz頻率范圍的壓電型標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器(以下同):一級(jí):不低于-205dB(0dBre1v/μPa)二級(jí):不低于-210dB(0dBre1v/μPa)自由場(chǎng)靈敏度頻率響應(yīng)自由場(chǎng)靈敏度頻響相對(duì)于聲壓靈敏度在整個(gè)使用頻率范圍內(nèi),至少有三個(gè)十倍頻程范圍:一級(jí):其靈敏度的不均勻性小于±1.5dB,在其他頻率范圍內(nèi)靈敏度變化不超過(guò)+6dB或-10dB。二級(jí):其靈敏度的不均勻性小于±2dB,在其他頻率范圍內(nèi)靈敏度變化不超過(guò)+6dB或-10dB。

靈敏度校準(zhǔn)及其準(zhǔn)確度低頻段應(yīng)用國(guó)標(biāo)GB4130-84中規(guī)定的一級(jí)校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn),其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.5dB;高頻段應(yīng)用國(guó)標(biāo)GB3223-82中規(guī)定的互易法進(jìn)行校準(zhǔn),其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于±0.7dB。低頻段應(yīng)用國(guó)標(biāo)GB4130-84中規(guī)定的二級(jí)校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn),其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度優(yōu)于±1.0dB;高頻段應(yīng)用國(guó)標(biāo)GB3223-82中規(guī)定的比較法進(jìn)行校準(zhǔn),其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于±1.5dB。

指向性

一級(jí):水平指向性:在最高使用頻率下的-3dB波束寬度應(yīng)大于300,在選定方向(或主軸)±50的范圍內(nèi)靈敏度變化應(yīng)小于±0.2dB。垂直指向性:在最高使用頻率下的-3dB波束寬度應(yīng)大于150,在選定方向(或主軸)±20的范圍內(nèi)靈敏度變化應(yīng)小于±0.2dB。二級(jí):

在使用的頻率范圍內(nèi),其水平指向性圖與理想的全指向性圖的偏差應(yīng)小于±2dB。動(dòng)態(tài)范圍一級(jí):在60dB的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi),非線(xiàn)性偏差應(yīng)小于±0.2dB。二級(jí):在60dB的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi),非線(xiàn)性偏差應(yīng)小于±0.5dB。

穩(wěn)定性時(shí)間穩(wěn)定性:

每年校準(zhǔn)一次,其變化應(yīng)在校準(zhǔn)準(zhǔn)確度以?xún)?nèi)。溫度穩(wěn)定性:在0~400C溫度范圍內(nèi),靈敏度變化應(yīng)小于0.04dB/0C。在0~400C溫度范圍內(nèi),靈敏度變化應(yīng)小于0.05dB/0C。

靜壓穩(wěn)定性:

0~4MPa工作靜壓范圍內(nèi),靈敏度變化應(yīng)小于0.3dB/MPa。

0~4MPa工作靜壓范圍內(nèi),靈敏度變化應(yīng)小于0.4dB/MPa其他技術(shù)要求機(jī)械性能要求:?水聽(tīng)器暴露于水中的所有金屬和非金屬部件都要采用耐腐蝕材料制作。?水聽(tīng)器的參考聲中心位置及測(cè)量方向要有明顯標(biāo)志。?水聽(tīng)器相對(duì)于它的周?chē)劫|(zhì)應(yīng)是聲學(xué)剛性的。電學(xué)性能要求:?對(duì)于不帶前放的水聽(tīng)器,在電纜端測(cè)得的絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ(測(cè)試電壓不小于100V)。?高阻抗的敏感元件應(yīng)有電屏蔽。?連接電纜應(yīng)不少于10m,當(dāng)敏感元件的電容量小于連接電纜的電容量時(shí)一般應(yīng)連接前置放大器。(5)使用與維護(hù):①合理選擇水聽(tīng)器.②標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器每年應(yīng)經(jīng)計(jì)量部門(mén)檢定一次。③檢查水聽(tīng)器的絕緣電阻時(shí),試驗(yàn)電壓不小于100v。④注意存放環(huán)境。⑤用完后妥善保管⑥水聽(tīng)器的壓電元件電容值不可低于水聽(tīng)器連接電纜本身的電容值。所以選用低分布電容電纜。2.水聲發(fā)射換能器(1)分類(lèi)

同水聽(tīng)器。

※無(wú)光纖式,但稀土材料的發(fā)射換能器是一種新型換能器。(3)參數(shù):①發(fā)射換能器發(fā)送響應(yīng)②發(fā)射換能器指向性③發(fā)射換能器電阻抗④輸入電功率、發(fā)射聲功率和電聲效率

①發(fā)射換能器發(fā)送響應(yīng):發(fā)送電壓響應(yīng)

發(fā)射換能器在某頻率下、在指定方向上的遠(yuǎn)場(chǎng)中離其聲中心某參考距離處的聲壓和該參考距離的乘積與加到輸入電端的電壓的比值。發(fā)送電流響應(yīng)發(fā)送功率響應(yīng)②發(fā)射換能器的指向性

發(fā)射指向性圖是表示它在自由場(chǎng)中輻射聲波時(shí),在其遠(yuǎn)場(chǎng)中聲能空間分布的圖象。換能器的發(fā)射指向性圖會(huì)隨發(fā)射信號(hào)頻率的改變而變化,即同一發(fā)射換能器當(dāng)發(fā)射不同頻率的信號(hào)時(shí),其輻射聲能在空間的分布是不同的.

發(fā)射指向性因數(shù)和發(fā)射指向性指數(shù)

在參考方向上(通常指聲軸向)遠(yuǎn)場(chǎng)中某點(diǎn)的聲強(qiáng)(或聲壓有效值平方)與相同距離上各方向的聲強(qiáng)平均值(或聲壓有效值平方的平均值)之比為發(fā)射指向性因數(shù),此比值的分貝數(shù)稱(chēng)為發(fā)射指向性指數(shù)。

輸入電功率、發(fā)射聲功率和電聲效率輸入電功率

是其功率源吸收的有用功率。發(fā)射聲功率

是其在單位時(shí)間內(nèi)向介質(zhì)聲場(chǎng)發(fā)射出的有效聲能量。電聲效率

是其輸出聲功率與輸入總電功率的比值。

換能器的電聲效率實(shí)際上也等于其機(jī)電效率與機(jī)聲效率的乘積。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑矸椒〝?shù)據(jù)處理(1)換能器阻抗特性以壓電式為例:zb—阻擋阻抗zd—?jiǎng)由杩功怠獧C(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)0jBdGd(2)換能器阻抗特性曲線(xiàn)測(cè)量原理

①小信號(hào)激勵(lì)下測(cè)量方法※②大信號(hào)激勵(lì)下測(cè)量方法HP4294APV50A1)導(dǎo)納坐標(biāo)系GBF坐標(biāo)曲線(xiàn):2)阻抗坐標(biāo)系RXF坐標(biāo)曲線(xiàn):3)阻抗極坐標(biāo)系ZθF坐標(biāo)曲線(xiàn):

4)導(dǎo)納極坐標(biāo)系YθF坐標(biāo)曲線(xiàn):

5)對(duì)數(shù)極坐標(biāo)系ZθF或YθF坐標(biāo)曲線(xiàn):

單諧振

多諧振

Ⅲ測(cè)量結(jié)果及分析電導(dǎo)納頻率特性曲線(xiàn)MN——損耗線(xiàn)AB——Gt總電導(dǎo)CB——Gb靜電導(dǎo)AC——Gd動(dòng)電導(dǎo)半功率帶寬機(jī)械品質(zhì)因數(shù)二、電聲換能器1.傳聲器2.揚(yáng)聲器3.實(shí)驗(yàn)(1)分類(lèi)(2)參數(shù)(3)使用與維護(hù)傳聲器(Microphone)俗稱(chēng)話(huà)筒,音譯作麥克風(fēng),是一種聲-電換能器件。1.測(cè)量用傳聲器(1)分類(lèi)①按照準(zhǔn)確度和用途分

——基準(zhǔn)傳聲器

——標(biāo)準(zhǔn)傳聲器

——工作傳聲器②按工作原理分電動(dòng)式:

——?jiǎng)尤κ絺髀暺?/p>

——帶式傳聲器靜電式:

——壓電式傳聲器

——電容式傳聲器*駐極體傳聲器靜電式傳聲器●電容傳聲器:以振膜與后極板間的電容量變化通過(guò)前置放大器變換為輸出電壓。它能提供非常高的音響質(zhì)量,頻率響應(yīng)寬而平坦,是高性能傳聲器,但這種傳聲器制造工藝復(fù)雜,價(jià)格高,需外加60~200V的極化電壓源,一般在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域使用較多。●壓電傳聲器:利用壓電晶體的壓電效應(yīng)制作。它的輸出電平高,價(jià)格低,但穩(wěn)定性和頻率響應(yīng)不理想,不適于高質(zhì)量工作,已趨淘汰。back

駐極體傳聲器利用駐極體材料制作的電容傳聲器,音質(zhì)接近電容式,無(wú)需極化電壓,阻抗變換用前置放大器使用低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管,由電池供電。這種傳聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,電聲性能好,體積小,耐振動(dòng),價(jià)格較低,有較廣泛的應(yīng)用。back(2)參數(shù)靈敏度指向性頻率響應(yīng)有效頻率范圍輸出阻抗動(dòng)態(tài)范圍傳聲器的靈敏度:

*聲場(chǎng)靈敏度

—平面自由聲場(chǎng)靈敏度

—擴(kuò)散聲場(chǎng)靈敏度*聲壓靈敏度

傳聲器平面自由聲場(chǎng)靈敏度是指在給定頻率的正弦聲波激勵(lì)下,傳聲器的開(kāi)路輸出電壓與傳聲器放入聲場(chǎng)以前傳聲器中心位置上平面自由聲場(chǎng)聲壓之比

傳聲器擴(kuò)散聲場(chǎng)靈敏度是指?jìng)髀暺鞯拈_(kāi)路輸出電壓與傳聲器放入擴(kuò)散聲場(chǎng)之前在傳聲器放置位置上的擴(kuò)散聲場(chǎng)聲壓之比

傳聲器聲壓靈敏度是指實(shí)際作用在傳聲器膜片上的聲壓與其開(kāi)路輸出電壓之比

傳聲器的指向性傳聲器的靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性。傳聲器的指向性常用指向性圖、指向性指數(shù)和指向性頻率響應(yīng)來(lái)表示。

傳聲器的頻率響應(yīng)指在某一確定的聲場(chǎng)中,聲波以一指定的方向入射,并保持聲壓恒定時(shí),傳聲器的開(kāi)路輸出電壓隨頻率變化的曲線(xiàn)。根據(jù)使用的場(chǎng)合不同可分為

●自由場(chǎng)頻率響應(yīng):傳聲器置于自由聲場(chǎng)中,其平面自由場(chǎng)靈敏度隨頻率變化的曲線(xiàn)?!衤晧侯l率響應(yīng):當(dāng)傳聲器的聲壓靈敏度與頻率之間的關(guān)系以聲壓靈敏度頻率響應(yīng)曲線(xiàn)來(lái)表示?!駭U(kuò)散場(chǎng)頻率響應(yīng):當(dāng)傳聲器的擴(kuò)散場(chǎng)靈敏度與頻率之間的關(guān)系,以傳聲器擴(kuò)散場(chǎng)靈敏度頻率響應(yīng)曲線(xiàn)來(lái)表示傳聲器輸出阻抗每只傳聲器都有一定的內(nèi)阻抗,從輸出端測(cè)得的內(nèi)阻抗的模就是傳聲器輸出阻抗。一般以頻率為1000Hz的阻抗值為標(biāo)稱(chēng)值。傳聲器的輸出阻抗的大小直接決定輸出電纜線(xiàn)的長(zhǎng)短。傳聲器的輸出阻抗高,靈敏度也高,但是易受外界的干擾,其輸出電纜不能太長(zhǎng),否則電纜線(xiàn)上感應(yīng)的外界干擾在傳聲器內(nèi)阻上有較大的電壓降,嚴(yán)重的可能導(dǎo)致傳聲器無(wú)法工作。反之,傳聲器的輸出阻抗低不易受外界的干擾,允許用長(zhǎng)的輸出電纜線(xiàn)。注意傳聲器的動(dòng)態(tài)范圍

指?jìng)髀暺魉芙邮章曇舻拇笮。詡髀暺鞯淖罡呗晧杭?jí)減去等效噪聲級(jí)就是該傳聲器的動(dòng)態(tài)范圍。其上限受到失真的限制,下限受到固有噪聲的限制。(3)電容傳聲器的使用與維護(hù)①電容傳聲器的選擇②電容傳聲器的布放③電容傳聲器的極化電壓設(shè)置④電容傳聲器的膜片保護(hù)⑤工作環(huán)境溫度要求⑥正確使用防風(fēng)罩和防風(fēng)屏2.揚(yáng)聲器

揚(yáng)聲器是一種把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)的電聲器件。確切地說(shuō),揚(yáng)聲器的工作實(shí)際上是把一定范圍內(nèi)的音頻電功率信號(hào)通過(guò)換能方式轉(zhuǎn)變?yōu)槭д嫘〔⒕哂凶銐蚵晧杭?jí)的可聽(tīng)聲音。(1)分類(lèi)(2)參數(shù)(3)使用與維護(hù)(1)分類(lèi)①按工作原理不同分

——電動(dòng)式揚(yáng)聲器紙盆式、號(hào)筒式和球頂形三種

——電磁式揚(yáng)聲器

——靜電式揚(yáng)聲器

——壓電式揚(yáng)聲器

②按振膜形狀分

——錐形

——平板形

——球頂形

——帶狀形

——薄片形③按放聲頻率分

——低音揚(yáng)聲器

——中音揚(yáng)聲器

——高音揚(yáng)聲器

——全頻帶揚(yáng)聲器(2)參數(shù)額定功率額定阻抗頻率特性諧波失真靈敏度指向性

額定功率(W)

揚(yáng)聲器的額定功率是指揚(yáng)聲器能長(zhǎng)時(shí)間工作的輸出功率,又稱(chēng)為不失真功率,它一般都標(biāo)在揚(yáng)聲器后端的銘牌上。當(dāng)揚(yáng)聲器工作于額定功率時(shí),音圈不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱或機(jī)械動(dòng)過(guò)載等現(xiàn)象,發(fā)出的聲音沒(méi)有顯示失真。額定功率是一種平均功率,而實(shí)際上揚(yáng)聲器工作在變功率狀態(tài),它隨輸入音頻信號(hào)強(qiáng)弱而變化,在弱音樂(lè)及聲音信號(hào)中,峰值脈沖信號(hào)會(huì)超過(guò)額定功率很多倍,由于持續(xù)時(shí)間較短而不會(huì)損壞揚(yáng)聲器,但有可能出現(xiàn)失真。因此,為保證在峰值脈沖出現(xiàn)時(shí)仍能獲得很好的音質(zhì),揚(yáng)聲器需留足夠的功率余量。一般揚(yáng)聲器的最大功率是額定功率的2-4倍。頻率特性(Hz)

頻率特性是衡量揚(yáng)聲器放音頻帶寬度的指標(biāo)。高保真放音系統(tǒng)要求揚(yáng)聲器系統(tǒng)應(yīng)能重放20Hz-20000Hz的人耳可聽(tīng)音域。由于用單只揚(yáng)聲器不易實(shí)現(xiàn)該音域,故目前高保真音箱系統(tǒng)采用高、中、低三種揚(yáng)聲器來(lái)實(shí)現(xiàn)全頻帶重放覆蓋。此外,高保真揚(yáng)聲器的頻率特性應(yīng)盡量趨于平坦,否則會(huì)引入重放的頻率失真。高保真放音系統(tǒng)要求揚(yáng)聲器在放音頻率范圍內(nèi)頻率特性不平坦度小于10dB。

額定阻抗揚(yáng)聲器的額定阻抗是指揚(yáng)聲器在額定狀態(tài)下,施加在揚(yáng)聲器輸入端的電壓與流過(guò)揚(yáng)聲器的電流的比值?,F(xiàn)在,揚(yáng)聲器的額定阻抗一般有2、4、8、16、32歐等幾種。

諧波失真(TMD%)揚(yáng)聲器的失真有很多種,常見(jiàn)的有諧波失真(多由揚(yáng)聲器磁場(chǎng)不均勻以及振動(dòng)系統(tǒng)的畸變而引起,常在低頻時(shí)產(chǎn)生)、互調(diào)失真(因兩種不同頻率的信號(hào)同時(shí)加入揚(yáng)聲器,互相調(diào)制引起的音質(zhì)劣化)和瞬態(tài)失真(因振動(dòng)系統(tǒng)的慣性不能緊跟信號(hào)的變化而變化,從而引起信號(hào)失真)等。諧波失真是指重放時(shí),增加了原信號(hào)中沒(méi)有的諧波成份。揚(yáng)聲器的諧波失真來(lái)源于磁體磁場(chǎng)不均勻、振動(dòng)膜的特性、音圈位移等非線(xiàn)性失真。目前,較好的揚(yáng)聲器的諧波失真指標(biāo)不大于5%。

靈敏度(dB/W)

揚(yáng)聲器的靈敏度通常是指輸入功率為1W的噪聲電壓時(shí),在揚(yáng)聲器軸向正面1m處所測(cè)得的聲壓大小。靈敏度是衡量揚(yáng)聲器對(duì)音頻信號(hào)中的細(xì)節(jié)能否巨細(xì)無(wú)遺地重放的指標(biāo)。靈敏度越高,則揚(yáng)聲器對(duì)音頻信號(hào)中所有細(xì)節(jié)均能作出響應(yīng)。

指向性

揚(yáng)聲器對(duì)不同方向上的輻射是不同的,這種特性稱(chēng)為揚(yáng)聲器的指向性。它與揚(yáng)聲器的口徑有關(guān),口徑大時(shí)指向性尖,口徑小時(shí)指向性寬。指向性還與頻率有關(guān),一般而言,對(duì)250Hz以下的低頻信號(hào),沒(méi)有明顯的指向性。對(duì)1.5kHz以上的高頻信號(hào)則有明顯的指向性。(3)使用與維護(hù)要根據(jù)使用的場(chǎng)合和對(duì)聲音的要求,結(jié)合各種揚(yáng)聲器的特點(diǎn)來(lái)選擇揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器得到的功率不要超過(guò)它的額定功率,否則,將燒毀音圈或?qū)⒁羧φ裆ⅰk姶攀胶蛪弘娞沾墒綋P(yáng)聲器工作電壓不要超過(guò)30V。

注意揚(yáng)聲器的阻抗應(yīng)與輸出線(xiàn)路配合。

在布置揚(yáng)聲器的時(shí)候,要做到聲場(chǎng)均勻,可多點(diǎn)設(shè)置,使每一位聽(tīng)眾得到幾乎相同的聲音響度,提高聲音的清晰度;有好的方位感,揚(yáng)聲器安裝時(shí)應(yīng)高于地面3米以上,讓聽(tīng)眾能夠“看”到揚(yáng)聲器,并盡量使水平方位的聽(tīng)覺(jué)(聲源)一視覺(jué)(講話(huà)者)要盡量一致,而且兩只揚(yáng)聲器之間的距離也不能過(guò)大。電動(dòng)號(hào)筒式揚(yáng)聲器,必須把音頭套在號(hào)筒上后才能使用,否則很易損壞發(fā)音頭。兩個(gè)揚(yáng)聲器放在一起使用時(shí),必須注意相位問(wèn)題。如果是反相,聲音將顯著削弱。3.實(shí)驗(yàn)(1)概述

噪聲的概念各種不同頻率和聲強(qiáng)的聲音的雜亂無(wú)規(guī)律組合。使人煩躁、討厭、不需要的聲音。

噪聲的物理量度(客觀評(píng)價(jià))用客觀指定的物理量分析噪聲輻射的大小、性質(zhì)強(qiáng)度:用聲壓作為衡量其大小的尺度。頻譜:

f—橫坐標(biāo);p—縱坐標(biāo)人的主觀評(píng)價(jià)考慮到人的主觀效應(yīng)進(jìn)行的評(píng)價(jià)響度L,單位為“宋”規(guī)定:40dB的1000Hz純音的響度為1宋響度級(jí):某一聲音與1kHz的純音一樣響時(shí),該純音的聲壓級(jí)稱(chēng)為與其比較的噪聲的響度級(jí),單位:昉。響度級(jí)每增加10方,響度增加一倍(擬人感覺(jué))。

--響度

--響度級(jí)右圖與的對(duì)照關(guān)系90807060503216841(2)等響曲線(xiàn)不同頻率的噪聲與某一聲壓級(jí)的1kHz純音相同。同響度級(jí)點(diǎn)的連線(xiàn)。1933年首測(cè)該曲線(xiàn),1956年在自由場(chǎng)精測(cè),被ISO采用。**人耳對(duì)2000~5000Hz最敏感;**人耳對(duì)<100Hz低頻不敏感;**強(qiáng)噪聲下,人耳難區(qū)分高低頻。(3)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)(主觀加權(quán):等響曲線(xiàn)是計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的依據(jù))A計(jì)權(quán):模擬人耳40昉純音響應(yīng),代表低聲級(jí)的響度感覺(jué),近人耳:dB(A);B計(jì)權(quán):模擬人耳70昉純音響應(yīng),代表中聲級(jí)的響度感覺(jué),不常用:dB(B);C計(jì)權(quán):模擬人耳100昉純音響應(yīng),代表高聲級(jí)的響度感覺(jué),近線(xiàn)性:dB(C);D計(jì)權(quán):等噪度曲線(xiàn),航空應(yīng)用。聲級(jí):通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)讀出的聲壓級(jí),稱(chēng)為聲級(jí)。如:A聲級(jí)、B聲級(jí),計(jì)作SLA=45dB,或45dB(A)。聲壓級(jí)與聲級(jí)的區(qū)別:*聲壓級(jí)是客觀聲音的大小。*聲級(jí)是主觀評(píng)價(jià)量,是考慮人耳的效應(yīng)而加計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)得到的。(4)聲級(jí)計(jì)定義又叫噪聲計(jì),是一種按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)測(cè)量聲音的聲壓級(jí)和聲級(jí)的儀器,它是聲學(xué)測(cè)量中最常用的基本儀器。

分類(lèi)

①按其精度將聲級(jí)計(jì)分為:1級(jí)和2級(jí)。二種級(jí)別的聲級(jí)計(jì)的各種性能指標(biāo)具有同樣的中心值,僅僅是容許誤差不同,而且隨著級(jí)別數(shù)字的增大,容許誤差放寬。②按體積大小可分為臺(tái)式聲級(jí)計(jì)、便攜式聲級(jí)計(jì)和袖珍式聲級(jí)計(jì)。③按其指示方式可分為模擬指示(電表、聲級(jí)燈)和數(shù)字指示聲級(jí)計(jì)

三、振動(dòng)傳感器1.分類(lèi)2.壓電加速度計(jì)3.激勵(lì)器(振動(dòng)臺(tái))4.實(shí)驗(yàn)1.分類(lèi)(1)按被測(cè)量分加速度、速度、位移等;(2)按作用的方法分接觸式和非接觸式;(3)按工作原理分壓阻式、壓電式、電容式、磁電式、渦流式等;(4)按測(cè)量的方法分機(jī)械的、光學(xué)的和電氣式的;

(1)分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為:

——壓縮式

——剪切式

——彎曲式2.壓電加速度計(jì)(a)周邊壓縮式(b)中心壓縮式(c)倒置式中心壓縮式(d)環(huán)形剪切式(e)三角剪切式

s——彈簧M——質(zhì)量塊P——壓電片C——導(dǎo)線(xiàn)B——基座根據(jù)準(zhǔn)確度和用途不同分為:

標(biāo)準(zhǔn)加速度計(jì)測(cè)量加速度計(jì)(2)參數(shù)①靈敏度及其頻率特性②頻率范圍①靈敏度

●主軸靈敏度:

指在沿主軸方向的某一恒定加速度作用下,其輸出端產(chǎn)生的電壓(或電荷)與該加速度之間的比值,它取決于壓電片所用材料的壓電特性及質(zhì)量塊的重量。●橫向靈敏度:

加速度計(jì)對(duì)垂直于其主軸的平面內(nèi)加速度的靈敏度。

靈敏度頻率特性曲線(xiàn)壓電加速度計(jì)的典型主軸靈敏度頻率特性曲線(xiàn)

典型壓電加速度計(jì)橫向靈敏度曲線(xiàn)

②頻率范圍

頻率上限:安裝共振頻率越高,工作頻率范圍越寬。加速度計(jì)的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)有幾個(gè)頻率限,它們是:5%頻率限:在此頻率上實(shí)際加到加速度計(jì)基座上的振動(dòng)與測(cè)量值之間的偏差為5%.以此精確度測(cè)量的最大振動(dòng)頻率近似為加速度計(jì)安裝諧振頻率的1/5。10%頻率限:在此頻率上實(shí)際加到加速度計(jì)基座上的振動(dòng)與測(cè)量值之間的偏差為10%。以此精確度測(cè)量的最大振動(dòng)頻率近似為加速度計(jì)安裝諧振頻率的1/3。3dB頻率限:在此頻率上實(shí)際加到加速度計(jì)基座上的振動(dòng)與測(cè)量值之間的偏差為3dB。以此精確度測(cè)量的最大振動(dòng)頻率近似為加速度計(jì)安裝諧振頻率的1/2。

頻率下限:壓電加速度計(jì)不可能達(dá)到真正的直流響應(yīng)。壓電元件只有在受到動(dòng)態(tài)力的作用下才會(huì)產(chǎn)生電荷,實(shí)際頻率下限決定于與加速度計(jì)相連的前置放大器。(3)前置放大器

壓電加速度傳感器可視為一個(gè)電

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