Page 119 - 《应用声学》2023年第2期

第 42 卷 第 2 期 殷昊等： 扬声器激励次声频校正器的设计和性能分析 307

测试结果表明，标准次声源在0.1 ∼ 20 Hz频段 声标准源内电声换能器的驱动信号；完成参考传声
可输出94 ∼ 134 dB范围的声压级，THD小于1%。 器单元及待校准次声传感器输出电压信号的采集；
从配置文件中读取参考传声器单元及数采通道的
1.2.2 参考传声器单元
频响修正，通过快速傅里叶变换分析计算待校准次
参考传声器单元选择丹麦 B&K 公司的 4193-
声传感器的声压灵敏度。该软件界面如图4所示。
L-004 型工作标准传声器单元，其声压灵敏度级
由中国计量科学研究院的激光活塞法标准次声源 2 校准装置的不确定度分析
校准，0.1 ∼ 20 Hz 范围校准结果的测量误差优于
2.1 测量模型
0.3 dB (k =2)。对参考传声器单元进行0.1 ∼ 20 Hz
范围内的声压灵敏度和频响测试，测试结果如图 3 在校准频率范围内，次声传感器声压灵敏度级
所示。 的计算公式为

L fx = L f0 + ∆L, (2)
-40
-45 式 (2) 中，L fx 为待校传感器的声压灵敏度级，dB；
ܦԍ༧ஐएጟ/dB -55 敏度级，dB；∆L代表待校传感器与参考传感器单元
-50
L f0 为参考传感器单元在参考环境条件下的声压灵
-60
的电压级之差的平均值，dB。其中，∆L 和 L f0 分别
-65
如式(3)和式(4)所示：
-70
10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 ∆L = 20 lg (U 2 /U 1 ) , (3)
ᮠဋ/Hz
图 3 参考传声器单元 B&K 4193-L-004 的典型频 L f0 = L fr + α p (p 0 − p r ) + α t (t 0 − t r ), (4)
响曲线
其中，U 1 为参考传感器的输出电压，V；U 2 为待校传
Fig. 3 Typical frequency response curve of refer-
感器的输出电压，V；L fr 为参考传感器在校准证书
ence microphone unit B&K 4193-L-004
中所列环境条件或参考环境条件下的声压灵敏度
1.2.3 次声传感器校准软件 级，dB；α p 为参考传感器的静压修正系数，dB/kPa；
参考传声器单元和待校准次声传感器的输出 α f 为参考传感器的温度修正系数，dB/ C；p 0 为校
◦
电压经数据采集卡模数转换后由控制计算机接收， 准时的静压，kPa；p r 为校准证书中所列环境条件或
由基于Labview平台编写的比较法次声传感器校准 参考环境条件下的静压，kPa；t 0 为校准时的空气温
软件进行声压灵敏度的标定。次声传感器校准软件 度，C；t r 为校准证书中所列环境条件或参考环境条
◦
主要功能如下：控制信号发生器的输出端口产生次 件下的空气温度，C。
◦

图 4 比较法次声传感器校准软件界面
Fig. 4 Comparison method infrasound sensor calibration software interface