一种传声器校准方法

摘要

本发明公开了一种本发明公开一种传声器校准装置及其校准方法，包括由前至后依次连接的消声器、待校准传声器安装段、标准传声器安装段与声源，且在待校准传声器安装段上开有待校准传声器安装孔，用于安装待校准传声器；标准传声器安装段上开有标准传声器安装孔，用于安装标准传声器。根据不同的频率选择不同的两个标准传声器安装孔安装两只标准传声器，测量得消声器复反射系数r，继而获得待校准传声器的复灵敏度曲线；由声源分别发出不同频率的声波，得到待校准传声器的复灵敏度曲线，从而达到了待校准传声器校准的目的。本发明可以实现大量传声器的同时校准，节省了校准时间；本发明可以对大量传声器进行相位校准。

主权项

1.一种传声器校准方法，其特征在于：通过下述步骤完成：步骤1：在校准装置上安装待校准传声器；所述校准装置包括声源、消声器、待校准传声器安装段与标准传声器安装段，消声器、标准传声器安装段、待校准传声器安装段与声源由前至后依次采用法兰连接；所述待校准传声器安装段上开有待校准传声器安装孔，用于安装待校准传声器；标准传声器安装段上开有至少三个标准传声器安装孔，用于安装标准传声器；由此将待校准传声器安装在待校准传声器安装段竖直截面一周上的传声器安装孔中，再通过定位件将待校准传声器定位在待校准传声器安装段；步骤2：安装标准传声器并测量不同频率下消声器的复反射系数r；设三个标准传声器安装孔的轴向坐标为x₁、x₂和x_ref，选取两只标准传声器，所述两只标准传声器分别安装在:轴向坐标为x₁与x₂的标准传声器安装孔上，轴向坐标为x₂与x_ref的标准传声器安装孔上，或者轴向坐标为x₁与x_ref的标准传声器安装孔上，所能测量的频率范围分别为68Hz～2720Hz、52Hz～2092Hz、227Hz～9067Hz，由此根据不同的频率选择不同的两个标准传声器安装孔安装两只标准传声器，然后根据双传声器法测量得到在200Hz-9000Hz频率范围内的消声器复反射系数r；步骤3：获得待校准传声器的复灵敏度曲线；设某个待校准的传声器的轴向坐标为x_c；x₁、x₂、x_c处的声压为p₁、p₂、p_c，管内入射声压为p_I，反射声压为p_R，则p_R＝rp_I    (1)$p_c=p_{I,c}+p_{R,c}=p_I{e}^{\mathrm{ik}{x}_c}+p_R{e}^{-\mathrm{ik}{x}_c}=p_I(e^{\mathrm{ik}{x}_c}+r{e}^{-\mathrm{ik}{x}_c})---\left(2\right)$$p_n=p_{I,n}+p_{R,n}=p_I{e}^{\mathrm{ik}{x}_n}+p_R{e}^{-\mathrm{ik}{x}_n}=p_I(e^{\mathrm{ik}{x}_n}+r{e}^{-\mathrm{ik}{x}_n})---\left(3\right)$上式中，p_I,c为轴向坐标为x_c的待校准传声器处的入射声压，p_R,c为轴向坐标为x_c的待校准传声器处的反射声压；p_n为轴向坐标为x₁或x₂处的声压，p_I,n为轴向坐标为x₁或x₂处的入射声压，p_R,n为轴向坐标为x₁或x₂处的反射声压；x_n为两个标准传声器的轴向坐标；e=2.718281828459，i为虚数单位，i²＝-1，k为波数，其中，ω为角频率，f为声波频率，c为声速，由式（2）和（3）得到$\frac{p_c}{p_n}=\frac{e^{\mathrm{ik}{x}_c}+r{e}^{-\mathrm{ik}{x}_c}}{e^{\mathrm{ik}{x}_n}+r{e}^{-\mathrm{ik}{x}_n}}---\left(4\right)$在频率f下，测得两个轴向坐标为x₁或x₂处的标准传声器的电压值与复灵敏度为u_n、γ_n，轴向坐标为x_c处的待校准传声器在频率f下的电压值为u_c，复灵敏度为γ_c，则$p_c=\frac{u_c}{{\gamma }_c}---\left(5\right)$$p_n=\frac{u_n}{{\gamma }_n}---\left(6\right)$由式（5）和（6）得$\frac{p_c}{p_n}=\frac{u_c{\gamma }_n}{u_n{\gamma }_c}---\left(7\right)$${\gamma }_c={\gamma }_n\frac{u_c}{u_n}\frac{p_n}{p_c}---\left(8\right)$将式（4）带入式（8）整理得到待校准传声器的复灵敏度：${\gamma }_c={\gamma }_n\frac{u_c(e^{\mathrm{ik}{x}_n}+r{e}^{-\mathrm{ik}{x}_n})}{u_n(e^{\mathrm{ik}{x}_c}+r{e}^{-\mathrm{ik}{x}_c})}---\left(9\right)$由声源分别发出不同频率的声波，得到待校准传声器的复灵敏度曲线，从而达到了待校准传声器校准的目的。