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

ICS17.140.50

A59

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT20441.32010IEC61094-31995

代替/—

GBT65111986

电声学测量传声器

:

第部分采用互易技术对实验室标准

3

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

传声器的自由场校准的原级方法

——

ElectroacousticsMeasurementmicrohone

p

:

Part3Primarmethodforfree-fieldcalibrationof

y

laboratorstandardmicrohonesbtherecirocittechniue

ypypyq

(:,)

IEC61094-31995IDT

2010-12-01发布2011-05-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/:

GBT20441.32010IEC61094-31995

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4参考环境条件……………2

5自由场互易校准原理……………………2

6影响自由场灵敏度的因素………………5

7校准的不确定因素………………………6

()

附录A资料性附录传声器的声中心位置的数据……………………8

()

附录B资料性附录空气衰减系数的数据……………9

()

附录C资料性附录传声器灵敏度的环境影响………11

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Ⅰ

/—/:

GBT20441.32010IEC61094-31995

前言

/《》:

电声学测量传声器分为个部分

GBT204417

———:;

第部分实验室标准传声器规范

1

———:;

第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

2

———:;

第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

3

———:;

第部分工作标准传声器规范

4

———:;

第部分工作标准传声器比较法校准方法

5

———:;

第部分测定频率响应的静电激励器

6

———:。

第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

7

本部分为/的第部分。

GBT204413

:《:

本部分等同采用电声学测量传声器第部分采用互易技术对实验室标准

IEC61094-319953

》()。

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用小数点代替作为小数点的逗号

.

)删除了:的前言;

bIEC61094-31995

)在中增加了说明字母下划线的数学含义的注。

c5.2

本部分代替/—《采用互易技术对标准电容传声器进行自由场校准的精

GBT65111986ϕ23.77mm

密方法》。国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

本部分与/—的主要不同点如下:

GBT65111986

、、;

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

)增加了前言和目次;

a

)原标准只适用于,/

bϕ23.77mm的标准电容传声器本部分规定的原级方法适用于GBT20441

()。,

第部分规定的实验室标准传声器包括的标准传声器因此在文本中的内容

1ϕ23.77mm

,;

上增加了除ϕ23.77mm传声器外其他实验室标准传声器部分

)。、、、

文本的内容由章改为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

c47

,、

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;

)增加了附录传声器灵敏度的环境影响。

dC

、、。

本部分的附录附录附录为资料性附录

ABC

Ⅲ

/—/:

GBT20441.32010IEC61094-31995

电声学测量传声器

:

第部分采用互易技术对实验室标准

3

传声器的自由场校准的原级方法

1范围

/,

GBT20441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GBT20441.1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GBT20441.1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GBT20441的本部分的引用而成为本部分的条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。

/—:(:

声学户外声传播衰减第部分大气声吸收的计算

GBT17247.120001evISO9613-1

q

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

1993)

/—:(:

电声学测量传声器第部分实验室标准传声器规范

GBT20441.120101IEC61094-1

,)

2000IDT

/—电声学术语(():)

SJT104441993evIEC600508011984AcousticsandElectroacoustics

q-

::

用于电子技术的字母符号第部分电信和电子

IEC60027-219722

::

测量传声器第部分采用互易技术对实验室传声器的声压校准的原级

IEC61094-219922

方法

/指南:测量不确定度的表述指南()

ISOIEC1995GUM

3术语和定义

/—界定的以及下列术语和定义适用于本部分。

GBT20441.12010

3.1

互易传声器recirocalmicrohone

pp

,(:)在幅值上是相

线性无源的传声器其开路的正向和逆向转移阻抗见IEC60027-21972中206

等的。

3.2

传声器自由场灵敏度的相位角haseanleoffree-fieldsensitivitofamicrohone

pgyp

,,

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acousticcentreofamicrohone

p

,,

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

/—/:

GBT20441.32010IEC61094-31995

,。

察从这个点呈现一个发射的近似的球形波阵面

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的。

注2:本定义仅适用于所观察的球形或近似球形波阵面的声场区。

3.4

等效点换能器euivalentoint-transducer

qp

,,。

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

3.5

电转移阻抗electricaltransferimedance

p

,

对于只声耦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

2

电流之比的商。

注:单位为欧姆()。

1Ω

注2:这阻抗是为/—中给出的接地屏蔽结构而定义的。

GBT20441.120107.2

3.6

声转移阻抗acousticaltransferimedance

p

,

对于只声耦合的传声器系统作用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

2

路体积速度之比的商。

3

:米(·/)。

注单位为帕斯卡秒每立方Pasm

3.7

传声器的主轴rincialaxisofamicrohone

ppp

通过传声器的声中心并与膜片垂直的一根直线。

3.8

自由场条件free-fieldconditions国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

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℃;

r

———静压P=101.325kPa;

s.r

———相对湿度H=50%。

t

:,。

注参考温度选为23℃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

,,

传声器的互易校准可以用只传声器进行其中只必须是互易的或者用一个辅助声源和只传

322

,。

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

使用只传声器的原理概述

5.1.13

,,,,

在自由场条件下将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

2

。,。

量电转移阻抗当系统的声转移阻抗已知时只耦合的传声器的自由场灵敏度的乘积就可以确定

2

()、()(),,,

传声器和顺次配对这样得到个相互独立的乘积就可以得到只传声器中每一只传声

12333

器的自由场灵敏度的表达式。

使用只传声器和一个辅助声源的原理概述

5.1.22

,,,

首先在自由场条件下将只传声器在声学上组成一系统并测定只传声器的自由场灵敏度的

22

,。,,

乘积见其次将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只

5.1.122

2

/—/:

GBT20441.32010IEC61094-31995

。

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

,。

值就可以推得只传声器中每一只传声器的自由场灵敏度的表达式

2

:,,,

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只传声器它的力学

3

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为

1

Uziz

=+

1112q

…………()

ziz1

=+

p2122q

式中:

———();

传声器声端膜片处的声压

p

U———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

———通过传声器电端的电流;

i

z=Z———膜片受挡时传声器的电阻抗;

11e

z=Z———电端开路时传声器的声阻抗;

22a

==———逆向和正向转移阻抗,为传声器的声压灵敏度。

zzMZM

1221pap

():

方程也可以写成

1

UZiMZ

=+

epaq

…………()

1a

MZiZ

p=pa+aq

这构成了传声器的互易方程。

,,

当传声器位于平面行波中在高频时膜片表面上的声压p是不均匀的这时可以通过等效点换能

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

。,,,()

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的特殊解释方程仍是有效

p1

,。

的见和

5.45.5

:,。

注字母的下划线表示复数下同

5.3插入电压技术