Page 118 - 《应用声学》2023年第2期

306 2023 年 3 月

超过 ±0.4 dB，总失真小于 0.2%；参考传声器单元
采用 B&K 4193-L-004，其 3 dB 频率下限约 0.1 Hz；
信号调理器采用 B&K 2690-0S2，为参考传声器单
元提供200 V极化电压并对其输出电压信号进行放
大滤波；数据采集采用 4 通道 24 位数据采集卡 NI
USB-4432。
校准装置的工作流程是：计算分析与控制软件
澳
实现对整个校准系统的集中控制，软件控制信号发
生器产生单频正弦信号，正弦信号经过功率放大器 图 2 次声标准源样品图
连接标准次声源中电声换能器的输入端口，电声换 Fig. 2 Sample diagram of infrasound standard
source
能器驱动活塞在密闭腔体中运动，产生标定用次声
波；数据采集卡采集参考传声器单元和待标定次声 不同激励电压时，测试 1 Hz 标准次声源的输出
传感器的输出电压，其输出的两路数字信号由控制 声压级，结果如表1所示。
计算机接收，通过次声传感器校准软件进行计算分 激励正弦信号有效值 500 mV、功放增益设为
析，得到待校准次声传感器的声压灵敏度。 6 dB时，测试0.1 ∼ 20 Hz频段标准次声源的输出声
压级及THD，如表2所示。
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ηՂូေ٨
表 1 1 Hz 时不同激励电压对应标准次声源的
输出声压级
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ԠᏦ ॠಣ Table 1 The output sound pressure level
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ᝠካѬౢˁ of the standard infrasonic source corre-
଍҄ᣄ͈ ൓ܦಖюູᮇᄦ sponding to different excitation voltages
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at 1 Hz
଍҄ᝠካ఻ ηՂԧၷ٨
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激励电压/V rms 0.01 0.05 0.10 0.30
BNCጳ
Ҫဋஊܸ٨ 功放增益/dB 0 0 6 6
൓ܦಖюູᑿʹܱܧ 输出声压级/dB 76.1 90.0 121.6 131.1
图 1 便携式次声传感器校准装置
表 2 标准次声源的输出声压级及 THD
Fig. 1 Portable infrasonic sensor calibration device
Table 2 The output sound pressure level
1.2.1 次声标准源 and THD of standard infrasonic sources

次声标准源采用动圈扬声器激励、薄膜密封的 测试频率/Hz 声压级/dB THD/%
活塞式结构，以低频电声换能器 (将声源辐射面进
0.10 135.5 0.49
行平面活塞化处理) 驱动活塞在密闭腔体中运动产
0.20 135.7 0.53
生标定用次声波信号，设计如图2所示。次声标准源
0.25 135.7 0.53
的外形尺寸为 ϕ150 mm × 165 mm，腔体材料为铝，
0.50 135.7 0.52
标准顶盖上预留 2 个1.27 cm 的电容传声器接口、1
1.00 135.6 0.52
个光学测量窗口 (振动台驱动活塞振动，采用激光
2.00 135.5 0.51
干涉原理测量活塞位移) 和1 个均压孔，根据不同工
2.50 135.4 0.51
作原理次声传感器的接口规格，配套系列不同声输
5.00 135.3 0.51
出接口的顶盖。次声标准源腔体内部尺寸应根据频
10.00 135.2 0.53
率范围按照腔体长度小于声波波长 1/20 的原则进
20.00 135.1 0.56
行设计，保证腔体内声场分布比较均匀。