聲校準器的概念
聲校準器是聲學測量中經(jīng)常使用的儀器,是一種能在一個或幾個頻點上產(chǎn)生一個或幾個恒定聲壓的生源,主要用于校準測量傳聲器、聲級計以及各種聲學測量儀器的靈敏度。
聲校準器的分類
根據(jù)標準GB/T 15173-2010和IEC 60942:2017《電聲學 聲校準器》,將聲校準器的準確度等級分為LS級、1級和2級;LS級一般只在實驗室中使用,而1級和2級為現(xiàn)場使用。1級聲級計應使用1級聲校準器校準,2級聲級計可使用1級或2級聲校準器進行校準。
按照工作原理不同,聲校準器可以分為活塞發(fā)聲器、帶溫度補償?shù)穆暭壭势饕约皫曍摲答伒穆暭壭势鳎?/span>
(1)活塞發(fā)聲器,它是一種由電動機轉(zhuǎn)動帶動活塞在空腔內(nèi)往復移動,從而改變空腔的壓力,產(chǎn)生了聲音。由于活塞的表面積、活塞行程和空腔容積(活塞在中間位置時)都保持不變,因此它產(chǎn)生的聲壓也非常穩(wěn)定,通常能滿足 1 級聲校準器的要求,有的還可作為 LS 級聲校準器。
活塞發(fā)聲器的大缺點是隨大氣壓的變化產(chǎn)生的聲壓級也會發(fā)生變化,如在高原西藏拉薩市(海拔3600米),它產(chǎn)生的聲壓級比在平原地區(qū)要低 3 dB左右,這就需要對大氣壓的變化進行修正,才能達到規(guī)定等級要求。另外活塞發(fā)聲器失真也較大,而且工作頻率只能到 250 Hz,對于只有A計權(quán)的聲級計,校準的誤差較大。
(2)帶溫度補償?shù)穆暭壭势鳎哼@種聲校準器由電路產(chǎn)生頻率為1000Hz的電信號,經(jīng)放大后驅(qū)動一只小型揚聲器(壓電陶瓷型或動圈型)發(fā)聲??紤]到揚聲器聲壓會隨溫度而變化,因此加入溫度補償使聲壓保持恒定。
這種聲校準器只能達到 2 級聲校準器的要求,而且它受大氣壓的影響與活塞發(fā)聲器類似,也需要進行修正。
(3)帶聲負反饋的聲級校準器:這種聲校準器由電路產(chǎn)生頻率為1000Hz的電信號,經(jīng)可控增益放大器放大后驅(qū)動一只小型揚聲器發(fā)聲,該聲壓被參考傳聲器接收,并反饋到放大器,控制加到揚聲器上的電壓,使其產(chǎn)生的聲壓恒定。
它有四大優(yōu)點,一是由于參考傳聲器具有較高的穩(wěn)定性,因此這類聲校準器具有較好穩(wěn)定性,可以達到 1 級聲校準器的要求;二是由于參考傳聲器的靈敏度不隨大氣壓變化而變化,因此該聲校準器產(chǎn)生的聲壓級不需要對大氣壓的變化進行修正;三是校準時傳聲器與耦合腔配合不必非常緊密,而且可以校準不同等效容積的傳聲器;四是可以產(chǎn)生多個聲壓級。
現(xiàn)狀
目前國內(nèi)生產(chǎn)和使用的聲校準器基本上都是頻率為1000 Hz的聲級校準器,或者是頻率為250 Hz的活塞發(fā)聲器,它們僅僅用來在一個頻率對測試傳聲器、聲級計和其它聲學測量儀器進行聲校準。
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我公司研制成功AWA6028型多功能聲校準器不僅可以產(chǎn)生11個頻率的聲壓級,從31.5 Hz~16 kHz以倍頻程間隔,加上12.5 kHz,可在整個聲頻范圍對測試傳聲器、聲級計和其它聲學測量儀器進行聲校準,獲得聲和電的頻率計權(quán)和頻率響應,還可以對時間計權(quán)、級線性、猝發(fā)音響應和重復猝發(fā)音響應等進行檢定和校準,是一種用途廣泛的實驗室和現(xiàn)場聲學檢定校準裝置。
主要特點
1、多頻率。以1/1 OCT 間隔產(chǎn)生31.5 Hz~16 kHz,另加12.5 kHz共11個頻率的信號;
2、信號由微處理器數(shù)字合成,頻率非常準確穩(wěn)定;
3、多聲壓。除94 dB聲壓外,還可以產(chǎn)生104 dB 和114 dB(或84 dB)聲壓級;
4、帶聲負反饋。內(nèi)置工作標準傳聲器將接收到的聲壓偏差反饋到微處理器,控制加到揚聲器上的電壓,使其產(chǎn)生的聲壓恒定。
5、不僅可直接校準傳聲器的壓力場靈敏度,還可以內(nèi)置修正參數(shù),直接校準自由場靈敏度或擴散場靈敏度;
6、不需要對溫度和大氣壓的變化進行修正;
7、可以產(chǎn)生單個或重復4 kHz的純音猝發(fā)音信號,用于時間計權(quán)和猝發(fā)音響應測量。
主要應用
1、聲級計的周期檢定和校準。我國新的聲級計檢定規(guī)程JJG 188-2018對于聲級計頻率計權(quán)和頻率響應的聲信號檢定,除了自由場校準外,也可以使用多頻聲校準器、靜電激勵器和聲耦合器等方法,只要生產(chǎn)廠家提供了相應的修正值,這樣可以大大減少工作量,提高工作效率。AWA 6028型聲校準器正是滿足這一需要的聲級計檢定校準裝置,不僅可以對1級和2級聲級計的聲和電的頻率計權(quán)和頻率響應進行檢定校準,還可以對時間計權(quán)、級線性、猝發(fā)音響應和重復猝發(fā)音響應等進行檢定和校準。
2、聲學測量儀器和測試傳聲器多頻聲校準。聲級計和測試傳聲器在使用一段時間后,或者在不同的溫度和大氣壓環(huán)境條件下,不僅靈敏度會變化,頻率響應也會變化,尤其在高頻時,通常僅僅在參考頻率(例如1000 Hz或250 Hz)進行聲校準是不夠的,為了保證測量的準確性還需要在多個頻率點進行聲校準。
主要性能特性
產(chǎn)品型號 | AWA6028型多功能聲校準器 |
符合標準 | GB/T 15173-2010 1級/IEC 60942:2017 class 1 |
主要用途 | 可以對聲級計的頻率計權(quán)、級線性、時間計權(quán)、猝發(fā)音、重復猝發(fā)音等進行檢定 |
聲壓級 | 84 dB、 94 dB、104 dB(以2×10-5 Pa為參考) |
頻率 | 31.5 Hz、63 Hz、125 Hz、250 Hz、500 Hz、1 kHz、2 kHz、4 kHz、8 kHz、12.5 kHz 、16 kHz,共11個頻率點, 頻率準確性±1% |
傳聲器聲場類型 | 自由場、壓力場、擴散場、自定義 |
時間計權(quán) | 產(chǎn)生持續(xù)時間10 s以上、頻率為4 kHz的純音信號并自動停止,信號幅度90 dB~114 dB可調(diào) |
猝發(fā)音和重復猝發(fā)音 | 延時:0.25 ms 、2 ms 、10 ms、50 ms、200 ms、500 ms 幅度:90 dB~114 dB 頻率:4 kHz 周期10 s |
尺寸(mm) | 主機尺寸: 205×86×42 前置耦合腔尺寸:φ40×47.5 |
使用溫度 | -10 ℃~+50 ℃ |