1、 聊城大學環境與規劃學院聊城大學環境與規劃學院李李 聰聰2013.10.153.1 聲壓的測量聲壓的測量n 3.2 聲源的頻譜測量聲源的頻譜測量n 3.3 聲強及聲功率測量聲強及聲功率測量n 3.4 測量儀器測量儀器本課內容本課內容n聲功率的測量原理（理解）聲功率的測量原理（理解）n聲級計的構造功能原理（掌握）聲級計的構造功能原理（掌握）本課的重點難點本課的重點難點概述概述為了評價和控制噪聲，必須對噪聲源進行測量為了評價和控制噪聲，必須對噪聲源進行測量聲壓聲壓、質點振動速度、阻抗、聲強和聲功率；、質點振動速度、阻抗、聲強和聲功率；聲壓可以直接測量，是聲學測量中最基本和最主要聲壓可以直接測量，是

2、聲學測量中最基本和最主要方式，而他量一般通過聲壓計算得到；方式，而他量一般通過聲壓計算得到；用聲功率表征噪聲源的特性更確切，目前已研究出用聲功率表征噪聲源的特性更確切，目前已研究出直接測得聲強得到聲功率的方法（直接測得聲強得到聲功率的方法（新方向新方向）3.1 聲壓的測量聲壓的測量聲波傳播時大氣中壓強隨著聲波作周期性的變化聲波傳播時大氣中壓強隨著聲波作周期性的變化，聲擾動所產生的逾量壓強就叫做聲壓。，聲擾動所產生的逾量壓強就叫做聲壓。 p = p - p0聲能密度聲能密度聲強聲強聲功率聲功率 SS平面聲波波陣面的面積平面聲波波陣面的面積2 20 02 2c cp pe e cpIe02ISW

3、聲壓的測量是聲學測量的基礎。聲壓的測量是聲學測量的基礎。n 在空氣介質中最常用的接收器為在空氣介質中最常用的接收器為傳聲器是將傳聲器是將轉換為相應的轉換為相應的的傳感器；的傳感器；其原理是由聲造成的其原理是由聲造成的推動傳聲器的推動傳聲器的振動，進而經振動，進而經將此機器將此機器變成變成的變的變化。化。按照接收聲波方式的不同，傳聲器一般按照接收聲波方式的不同，傳聲器一般有四種：有四種： 壓強式壓強式 壓差式壓差式 壓強與壓差復合式壓強與壓差復合式 多聲道干涉式多聲道干涉式 作用：將聲信號轉化為電信號。作用：將聲信號轉化為電信號。精度較高，應用最多。精度較高，應用最多。當裝置置于某空間時：當裝置

4、置于某空間時：不存在聲場，腔內外壓不存在聲場，腔內外壓強相同，作用在膜片上強相同，作用在膜片上的合力為的合力為0；如果有聲波入射，則振如果有聲波入射，則振膜在腔外一側受到聲壓膜在腔外一側受到聲壓p的作用。振膜面積的作用。振膜面積 S，則合力為則合力為p pS SS Sp pp pp p ) ) ( (F F0 00 0在此力作用下，振膜產在此力作用下，振膜產生振動，使雙壓電元件生振動，使雙壓電元件也產生變形，在壓電元也產生變形，在壓電元件梁端面產生電荷。件梁端面產生電荷。振動轉化成電信號輸出。振動轉化成電信號輸出。測得這個輸出信號就可測得這個輸出信號就可求出聲場中對應的聲壓求出聲場中對應的聲壓

5、 1) 與聲波波長相比，傳聲器的尺寸應當很小，不與聲波波長相比，傳聲器的尺寸應當很小，不會對聲場產生干擾；會對聲場產生干擾； 2) 在聲頻范圍內具有具有良好的頻率響應特性，在聲頻范圍內具有具有良好的頻率響應特性，即平坦的幅頻特性和零相移的相頻特性；即平坦的幅頻特性和零相移的相頻特性； 3) 動態范圍寬。傳聲器應在很寬的動態范圍內具動態范圍寬。傳聲器應在很寬的動態范圍內具有恒定的聲壓電壓轉換靈敏度；有恒定的聲壓電壓轉換靈敏度； 4) 性能穩定；性能穩定； 5) 高靈敏度和低的電噪聲。高靈敏度和低的電噪聲。 按換能方式分類，傳聲器分為：按換能方式分類，傳聲器分為：電動式（用于普通聲級計電動式（用于

6、普通聲級計 ）壓電式（用于普通聲級計壓電式（用于普通聲級計 ）電容式（常用于精密聲級計電容式（常用于精密聲級計 ）精密測量中最常用的一種傳感器，其穩定性、可靠精密測量中最常用的一種傳感器，其穩定性、可靠性、振性，以及頻率特性均較好；性、振性，以及頻率特性均較好；電容式傳感器幅頻特性平直部分的頻率范圍約為電容式傳感器幅頻特性平直部分的頻率范圍約為 10 Hz20 kHz10 Hz20 kHz；具有理想傳聲器所要求的各種特性。具有理想傳聲器所要求的各種特性。n 無聲波時，腔內外壓強無聲波時，腔內外壓強相等；相等；n 有聲波作用時，膜片受有聲波作用時，膜片受到聲壓到聲壓P的作用，產生的作用，產生振動

7、，使膜片與后板的振動，使膜片與后板的距離發生變化，電容也距離發生變化，電容也隨之變化，這就產生了隨之變化，這就產生了一個交變電壓信號，輸一個交變電壓信號，輸送到前置放大器中。送到前置放大器中。電容傳聲器的結構圖電容傳聲器的結構圖n 電容計算公式：電容計算公式：n 式中式中k為靜電力常量，為靜電力常量，為介電常數，為介電常數，S為極板面積。為極板面積。 當極板間距當極板間距d變化時，電容變化時，電容C隨之變化，電流隨之變化，電流I也會隨也會隨之變化。之變化。電容傳聲器等效電路圖電容傳聲器等效電路圖kdsc4n 優點：頻率范圍寬，頻率響應平直，靈敏度變化優點：頻率范圍寬，頻率響應平直，靈敏度變化小

8、，穩定性好，多用于精密聲級計中。小，穩定性好，多用于精密聲級計中。n 缺點：內阻高，需要配備響應的放大器和衰減器缺點：內阻高，需要配備響應的放大器和衰減器，需要一定的電壓，膜片容易損壞。，需要一定的電壓，膜片容易損壞。n 永電體式傳聲器（又稱駐極體式），工作原理與電永電體式傳聲器（又稱駐極體式），工作原理與電容式傳聲器相似，其特點是尺寸小、價格便宜，可容式傳聲器相似，其特點是尺寸小、價格便宜，可用于高濕度的測量環境，也可用于精密測量。用于高濕度的測量環境，也可用于精密測量。 電容傳聲器優缺點電容傳聲器優缺點這種傳聲器這種傳聲器精度較低，精度較低，靈敏度也較靈敏度也較低，體積大，低，體積大，其突

9、出特點其突出特點是輸出阻抗是輸出阻抗小，所以接小，所以接較長的電纜較長的電纜也不降低其也不降低其靈敏度。靈敏度。磁鐵磁鐵磁鐵磁鐵阻尼罩阻尼罩殼體殼體振膜振膜線圈線圈在聲壓的在聲壓的作用下，作用下，振膜和線振膜和線圈移動并圈移動并切割磁力切割磁力線，產生線，產生感應電動感應電動勢勢 。 同線圈移同線圈移動速度成動速度成正比正比。壓電式傳聲器膜片較壓電式傳聲器膜片較厚，其固有頻率較低，厚，其固有頻率較低，靈敏度較高，頻響曲靈敏度較高，頻響曲線平坦，結構簡單，線平坦，結構簡單，價格便宜，廣泛用于價格便宜，廣泛用于普通聲級計中。普通聲級計中。圖圖 8.8 8.8 壓電式傳聲器原理圖壓電式傳聲器原理圖殼

10、體殼體絕緣材料絕緣材料輸出輸出后板后板雙壓電晶體雙壓電晶體彎曲梁彎曲梁金屬膜片金屬膜片靜壓力平衡管靜壓力平衡管膜片受到聲壓作用而變位時膜片受到聲壓作用而變位時雙壓電元件產生變形，在壓雙壓電元件產生變形，在壓電元件梁端面出現電荷電元件梁端面出現電荷噪聲是由多種頻率組成的噪聲是由多種頻率組成的為了解噪聲的特性，需要知道聲壓級與頻率之間的為了解噪聲的特性，需要知道聲壓級與頻率之間的函數關系；函數關系；將時間域中的數據轉變為頻率域中的數據（頻譜分將時間域中的數據轉變為頻率域中的數據（頻譜分析儀）；析儀）；f(t) F()3.2 聲源的頻譜測量聲源的頻譜測量傅里葉變換傅里葉變換 連續的傅里葉變換發展成連

11、續的傅里葉變換發展成離散傅里葉變換（離散傅里葉變換（DFT） 離散傅里葉變換定義：離散傅里葉變換定義：An：離散傅里葉變換的第：離散傅里葉變換的第n個系數；個系數；Xk：具有：具有N次采樣時間順序的第次采樣時間順序的第k個采樣值；個采樣值； n、k=0,1,N-13.2.1 快速傅里葉變換（快速傅里葉變換（FFT） 1 10 0k kk kn n) )X X( (A AN Nk kn nW WN Nj je eW W 2 2 離散傅里葉逆變換（離散傅里葉逆變換（IDFT）：）： 離散傅里葉變換的一個重要性質是采樣序列的離離散傅里葉變換的一個重要性質是采樣序列的離散傅里葉變換和采樣值所表示連續波

12、形的傅里葉散傅里葉變換和采樣值所表示連續波形的傅里葉變化之間有直接對應的關系；變化之間有直接對應的關系； 離散傅里葉變換是處理離散數字信號的一個方法；離散傅里葉變換是處理離散數字信號的一個方法； 快速傅里葉變換是一種計算離散傅里葉變換的高快速傅里葉變換是一種計算離散傅里葉變換的高效方法；效方法；3.2.1 快速傅里葉變換（快速傅里葉變換（FFT） 1 10 0n nn nk k) )( (1 1X XN Nk kn nW WA AN N 利用利用Wn=1的性質，把計算離散傅里葉變換系數所的性質，把計算離散傅里葉變換系數所需要進行的乘法運算次數從需要進行的乘法運算次數從N2次壓縮到次壓縮到(N/

13、2)logaN次，次，a為整數，一般取為整數，一般取2； 例如例如N=1024，N2=1048576，而，而(N/2)logaN=5120，運算次數減少到原來的運算次數減少到原來的1/205; 采用采用FFT來計算離散傅里葉變換，推動了頻譜、相來計算離散傅里葉變換，推動了頻譜、相關函數、功率譜等技術的實際應用。關函數、功率譜等技術的實際應用。快速傅里葉變換的原理快速傅里葉變換的原理 在聲信號處理中，窗函數是一種在給定區間之外在聲信號處理中，窗函數是一種在給定區間之外取值均為取值均為0的實函數。的實函數。 例如，在給定區間內為常數而在區間外為例如，在給定區間內為常數而在區間外為0的窗函的窗函數被

14、稱為矩形窗；數被稱為矩形窗； 目前普遍使用的窗函數多達數十種，如目前普遍使用的窗函數多達數十種，如漢寧窗漢寧窗、平頂窗、矩形窗、力窗、指數窗等；平頂窗、矩形窗、力窗、指數窗等；3.2.2 窗函數窗函數 漢寧窗函數的定義為：漢寧窗函數的定義為： (t)= 漢寧窗用于隨即信號分析，以減少功率泄露；漢寧窗用于隨即信號分析，以減少功率泄露；漢寧窗漢寧窗0.5(1-cos(2t/T), 0=t =T0, t取其他值取其他值 平頂窗適合于正弦信號分析，以保證幅值精度；平頂窗適合于正弦信號分析，以保證幅值精度； 矩形窗主要用于瞬態信號分析；矩形窗主要用于瞬態信號分析； 在頻率響應函數測試中對脈沖力信號使用力

15、窗，在頻率響應函數測試中對脈沖力信號使用力窗，以提高信噪比；以提高信噪比； 在頻率響應函數測試中對脈沖響應信號使用指數在頻率響應函數測試中對脈沖響應信號使用指數窗，以防止信號截斷現象，減少功率泄露，提高窗，以防止信號截斷現象，減少功率泄露，提高信噪比。信噪比。 (t)= 漢寧窗用于隨即信號分析，以減少功率泄露；漢寧窗用于隨即信號分析，以減少功率泄露； 頻譜分析儀的核心頻譜分析儀的核心濾波器；濾波器；3.2.3 濾波器濾波器帶寬為帶寬為f2-f1。頻率頻率f1和和f2處輸出比中心頻率處輸出比中心頻率f0小小3dB，稱之為，稱之為下線和上線截止頻率。下線和上線截止頻率。中心頻率中心頻率f0與截止頻

16、率與截止頻率f1，f2的關系為：的關系為：2 20 0f f* *f ff f1 1 頻率分析儀通常分兩類：頻率分析儀通常分兩類：n 一類是恒定帶寬分析儀；一類是恒定帶寬分析儀； 用一固定濾波器，用外差法將信號頻率移到濾波器的中用一固定濾波器，用外差法將信號頻率移到濾波器的中心頻率處，因此帶寬與信號頻率無關；心頻率處，因此帶寬與信號頻率無關；另一類是恒定百分比帶寬分析儀；另一類是恒定百分比帶寬分析儀； 噪聲測量中使用，其濾波器的帶寬是中心頻率的一個恒噪聲測量中使用，其濾波器的帶寬是中心頻率的一個恒定百分比值，故帶寬隨中心頻率的增大而增大；定百分比值，故帶寬隨中心頻率的增大而增大； 有倍頻程有倍

17、頻程和和1/3倍頻程倍頻程頻率分析儀。頻率分析儀。 窗口傅里葉分析窗口傅里葉分析：對不同的頻率成分，在時間域：對不同的頻率成分，在時間域上的取樣步長均相同；上的取樣步長均相同； 小波分析小波分析：對不同頻率成分在時間域上的取樣步：對不同頻率成分在時間域上的取樣步長是具有調節性的，高頻者小，低頻者大；長是具有調節性的，高頻者小，低頻者大； 優于傅里葉分析的一個顯著特點是小波分析在時優于傅里葉分析的一個顯著特點是小波分析在時間域和頻率域上同時具有良好的局部化性質，被間域和頻率域上同時具有良好的局部化性質，被稱為稱為“數字顯微鏡數字顯微鏡”。3.2.4 小波分析技術小波分析技術 相對于傅里葉分析，小

18、波分析正在或已經更為有相對于傅里葉分析，小波分析正在或已經更為有效地應用于瞬態噪聲信號分析、聲信號分離、聲效地應用于瞬態噪聲信號分析、聲信號分離、聲信號特性提取、聲源鑒別等領域。信號特性提取、聲源鑒別等領域。3.2.4 小波分析技術小波分析技術3.3 聲強及聲功率的測量聲強及聲功率的測量 3.3.1 聲強的測量聲強的測量 1.聲強聲強：指在單位時間內通過與指定方向垂：指在單位時間內通過與指定方向垂直的單位面積的聲能量的平均值，它是一直的單位面積的聲能量的平均值，它是一個矢量值，表示為：個矢量值，表示為： I=W/S=peue2.聲強的測量原理聲強的測量原理n一般采用兩個性能相同的一般采用兩個性

19、能相同的聲壓傳聲器聲壓傳聲器組成組成聲強計的聲強計的傳感器傳感器，與加法器、減法器、積，與加法器、減法器、積分器、乘法器等組成聲強計，直接進行聲分器、乘法器等組成聲強計，直接進行聲強測量。強測量。3.聲強的測量儀器聲強的測量儀器n采用采用雙傳聲器雙傳聲器作為聲信號的接收單元；作為聲信號的接收單元；n兩個傳聲器之間的距離兩個傳聲器之間的距離r決定了測量的最高頻率決定了測量的最高頻率 一般一般r取相應最短波長的取相應最短波長的1/61/10; 最高頻率為最高頻率為10 kHz，則，則r應取應取35mm；n組成：組成： 探頭部分探頭部分信號處理部分信號處理部分校準部分校準部分 n探頭部分探頭部分傳感

20、器部分，從聲場中拾取聲傳感器部分，從聲場中拾取聲壓或質點振動速度信號。壓或質點振動速度信號。n信號處理部分信號處理部分負責對信號放大、濾波，負責對信號放大、濾波，然后根據測量原理計算并顯示結果。然后根據測量原理計算并顯示結果。n校準部分校準部分確保測量結果的準確性。確保測量結果的準確性。n分類分類： 小型聲強計小型聲強計：只給出線性的或：只給出線性的或A計權的單值結果，計權的單值結果，技術是模擬似的；（測總的聲強級或技術是模擬似的；（測總的聲強級或A計權聲強級計權聲強級） 雙通道快速傅里葉分析儀雙通道快速傅里葉分析儀：通過互功率譜計算聲強：通過互功率譜計算聲強；（進行窄道分析，在設備和時間上沒

21、有什么限制；（進行窄道分析，在設備和時間上沒有什么限制） 利用數字濾波技術：利用數字濾波技術：由兩個具有歸一化由兩個具有歸一化1/3倍頻程濾倍頻程濾波器的雙路數字濾波器組獲得聲強的頻譜。波器的雙路數字濾波器組獲得聲強的頻譜。 聲強測量技術：直接測量技術和間接測量技術；聲強測量技術：直接測量技術和間接測量技術；p-up-p4.聲強測量的應用聲強測量的應用n鑒別聲源及其方位鑒別聲源及其方位n畫出聲源附近聲能量流動的路線畫出聲源附近聲能量流動的路線n研究材料吸聲系數隨入射角度的變化研究材料吸聲系數隨入射角度的變化n求聲源的聲功率求聲源的聲功率3.3.2 聲功率的測量聲功率的測量 聲功率：聲源在單位時

22、間內發出的總能量，聲功率：聲源在單位時間內發出的總能量，與測點離聲源的距離以及外界條件無關與測點離聲源的距離以及外界條件無關。 目前已有的為目前已有的為ISO頒發的測量噪聲源聲功率方頒發的測量噪聲源聲功率方法的法的標準標準以及我國參照以及我國參照ISO制定的制定的測試標準測試標準。 ISO測試標準測試標準n 按按測量測量精度精度分為：精密級、工程級和簡易級。分為：精密級、工程級和簡易級。n 按按測試測試環境環境分為：自由聲場、混響室法和戶外聲場法分為：自由聲場、混響室法和戶外聲場法n 按按聲源聲源噪聲特性噪聲特性分為：穩態、寬帶和窄帶噪聲。分為：穩態、寬帶和窄帶噪聲。我國頒布的測試標準我國頒布

23、的測試標準n 按按測量測量精度精度分為：精密級、工程級和簡易級。分為：精密級、工程級和簡易級。n 按按測試方法測試方法分為：聲壓法、聲強法、和振速法。分為：聲壓法、聲強法、和振速法。n 按按測試環境測試環境分為：混響室、消聲室和半消聲室。分為：混響室、消聲室和半消聲室。不同測量精度的特征不同測量精度的特征參量精密法（1級）工程法（2級）簡易法（3級）測試環境半消聲室室內或室外室內或室外聲源體積小于測試室體積的5%無限制無限制對背景噪聲的限定L10dBL6dBL3dB測量數目10941.聲壓法聲壓法n聲壓法是指通過測量聲源的聲壓值，聲壓法是指通過測量聲源的聲壓值，再換算成聲功率的方法。再換算成聲

24、功率的方法。n聲壓法可分為聲壓法可分為自由聲場法自由聲場法和和混響室混響室法法兩類。兩類。（1）自由聲場法）自由聲場法n產生自由聲場的環境可以是消聲室或產生自由聲場的環境可以是消聲室或半消聲室。半消聲室。n利用自由聲場法可以測量無指向性聲利用自由聲場法可以測量無指向性聲源和指向性聲源的聲功率。源和指向性聲源的聲功率。n無指向性聲源輻射聲功率的測量無指向性聲源輻射聲功率的測量 只需測量出聲場中某處的聲壓級即可。只需測量出聲場中某處的聲壓級即可。 若為精密測量，需注意：若為精密測量，需注意： 1.在消聲室內進行，吸聲系數大于在消聲室內進行，吸聲系數大于0.99 2.傳聲器位置傳聲器位置2-5倍于被

25、測聲源尺寸倍于被測聲源尺寸 3.傳聲器離墻面的距離不小于被測信號傳聲器離墻面的距離不小于被測信號 波長的波長的1/4)(11lg20dBrLLpWn指向性聲源聲功率的測量指向性聲源聲功率的測量 假想將球面分成與測量點數目相同的測量球。假想將球面分成與測量點數目相同的測量球。 若每個測量球（半球）的面積相等，則：若每個測量球（半球）的面積相等，則： 若每個測量球（半球）的面積不相等，則：若每個測量球（半球）的面積不相等，則： NiLppiNL11 . 0101lg10NiLippiSSL11 . 0101lg10則自由聲場的聲功率級為：則自由聲場的聲功率級為：S1=4r2 半自由聲場中的聲功率級

26、為：半自由聲場中的聲功率級為：S1=2r2)(lg1dBSLLpW)(lg2dBSLLpW測量點的布置測量點的布置n固定傳聲器位置：固定傳聲器位置：n平行平面內同軸的圓形路徑平行平面內同軸的圓形路徑n子午線移動子午線移動n螺旋線路徑螺旋線路徑n其他傳聲器排列其他傳聲器排列 測量點的布置測量點的布置n固定傳聲器位置：固定傳聲器位置： 球面（半球面）測試一般采用球面（半球面）測試一般采用20個固定點進個固定點進行測量，在測量中測得的最高和最低聲壓級之行測量，在測量中測得的最高和最低聲壓級之差，在數值上小于測量點數的一半，則測量點差，在數值上小于測量點數的一半，則測量點數是足夠的。數是足夠的。測量點

27、的布置測量點的布置n平行平面內同軸的圓形路徑：平行平面內同軸的圓形路徑： 單個傳聲器沿圓形路徑連續移動，聲壓級做時單個傳聲器沿圓形路徑連續移動，聲壓級做時間和空間的平均。如為半自由聲場，最少選間和空間的平均。如為半自由聲場，最少選5個路徑；如為自由聲場，路徑依次增加。個路徑；如為自由聲場，路徑依次增加。測量點的布置測量點的布置n子午線移動：子午線移動： 用單個傳聲器圍繞通過聲源中心的水平軸做用單個傳聲器圍繞通過聲源中心的水平軸做半圓形弧線移動，傳聲器移動線至少要半圓形弧線移動，傳聲器移動線至少要8條，條，每條圍繞聲源的方位角有相等的增量。每條圍繞聲源的方位角有相等的增量。測量點的布置測量點的布

28、置n螺旋線路徑移動：螺旋線路徑移動： 單個傳聲器按子午線路徑移動的同時，還緩單個傳聲器按子午線路徑移動的同時，還緩慢經過至少慢經過至少5個整圓周路徑，形成圍繞測量表個整圓周路徑，形成圍繞測量表面垂直軸的螺旋線路徑。面垂直軸的螺旋線路徑。（2）混響室法）混響室法n混響室內有混響室內有直達聲場直達聲場和和反射聲場反射聲場共同作用。共同作用。 aS-室內總吸聲量，室內總吸聲量，n考慮空氣吸收對高頻聲的影響，則：考慮空氣吸收對高頻聲的影響，則： m-空氣吸收衰減系數；空氣吸收衰減系數；V-混響室體積混響室體積1 1. .6 6) )l lg g( (1 10 0w w a aS SL LL Lp p1

29、 1. .6 6) )m mV V4 4l lg g( (1 10 0w w a aS SL LL Lp p2.聲強法聲強法n原理：原理：W=IS，只要測量出聲強的平均值即，只要測量出聲強的平均值即可測算出聲源的聲功率。可測算出聲源的聲功率。n測量方法：測量方法： （1）定點式測量方法）定點式測量方法 （2）掃描式測量方法）掃描式測量方法n優點：優點： （1）不需要使用消聲室或混響室等聲學設施；）不需要使用消聲室或混響室等聲學設施； （2）在多個聲源輻射疊加的聲場中能區分不同）在多個聲源輻射疊加的聲場中能區分不同聲源的輻射功率；聲源的輻射功率；3.標準聲源法標準聲源法n原理原理：已知標準聲源的

30、聲功率為：已知標準聲源的聲功率為Lws，使標，使標準聲源和待測聲源在相同條件和同樣測點準聲源和待測聲源在相同條件和同樣測點產生的聲壓級分別為產生的聲壓級分別為Lps和和Lpx，則聲源的聲，則聲源的聲功率級為：功率級為： Lwx= Lws- Lps + Lpx n方法：方法：（1）置換法置換法把待測聲源移開，用標準聲源把待測聲源移開，用標準聲源代替待測聲源進行測量；代替待測聲源進行測量；（2）并擺法并擺法若待測聲源不便移動，把標準若待測聲源不便移動，把標準聲源放在對稱的位置進行測量；聲源放在對稱的位置進行測量；（3）比較法比較法把標準聲源放在測試空間另一把標準聲源放在測試空間另一點，周圍反射環境

31、和待測聲源相似；點，周圍反射環境和待測聲源相似；4.振速法振速法n原理原理：通過測量聲源的振速來測量聲功率：通過測量聲源的振速來測量聲功率n適用對象適用對象：（1）背景噪聲高于機器輻射噪聲；）背景噪聲高于機器輻射噪聲；（2）需要將結構噪聲與空氣動力噪聲分開；）需要將結構噪聲與空氣動力噪聲分開；（3）需要確定聲源結構噪聲的來源；）需要確定聲源結構噪聲的來源； 3.4 3.4 測量儀器測量儀器 最常用的噪聲測量最常用的噪聲測量儀器是儀器是聲級計聲級計。 一、聲級計一、聲級計 1.分類分類dB5 . 1精密型精密型普通型普通型0級級實驗室儀器（實驗室儀器（ ）級級聲學研究聲學研究（ ）級級現場測量現

32、場測量（ ）級級監測普查監測普查（ ）dB0 . 1dB4 . 0dB7 . 0 2.2.結構及組成結構及組成噪聲測量儀器一般由三部分組成，即：噪聲測量儀器一般由三部分組成，即：接收設備、中間設備、讀出設備接收設備、中間設備、讀出設備接收設備接收設備讀出設備讀出設備測試結果測試結果讀出設備讀出設備中間設備中間設備聲級計結構：傳聲器聲級計結構：傳聲器 放大器放大器 衰減器衰減器 計權計權網絡網絡 檢波器檢波器 濾波器濾波器 指示器指示器 附件等附件等 待測信號待測信號 接受設備接受設備 中間設備中間設備 測試結果測試結果 讀出設備讀出設備 3.聲級計各部分工作原理聲級計各部分工作原理（1）傳聲器

33、）傳聲器 俗稱麥克風，是一種將聲壓轉換成電壓的俗稱麥克風，是一種將聲壓轉換成電壓的聲電換能器，是聲級計的接受部分，應用最多聲電換能器，是聲級計的接受部分，應用最多的是電容傳聲器。的是電容傳聲器。（2）放大器）放大器 一般采用兩級放大器，即輸入放大器和一般采用兩級放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號放大。輸出放大器，其作用是將微弱的電信號放大。 聲級計內的放大器，要求具有較高的入聲級計內的放大器，要求具有較高的入阻抗和較低的輸出阻抗，并具有較小的線性阻抗和較低的輸出阻抗，并具有較小的線性失真，以保證測量結果的準確性。失真，以保證測量結果的準確性。 （3）衰減器）衰減器n其功能

34、是將接受到的強信號予以衰減，以便其功能是將接受到的強信號予以衰減，以便使表頭指針指在適當的位置，一般分為輸入使表頭指針指在適當的位置，一般分為輸入衰減器和輸出衰減器。衰減器和輸出衰減器。n輸入放大器使用的哀減器調節范圍為測量低輸入放大器使用的哀減器調節范圍為測量低端，輸出放大器使用的衰減器調節范圍為測端，輸出放大器使用的衰減器調節范圍為測量高端。量高端。 （4）濾波器）濾波器讓一部分頻率成分通過，其它頻率成分衰減掉的儀器讓一部分頻率成分通過，其它頻率成分衰減掉的儀器n 根據所使用的計權網不同，分別稱為根據所使用的計權網不同，分別稱為 A 聲級聲級dB(A) 、 B 聲級聲級dB(B)和和 C

35、聲級聲級dB(C) 。 n A 計權聲級是模擬人耳對計權聲級是模擬人耳對 55dB 以下低強度噪聲的以下低強度噪聲的頻率特性，頻率特性， B 計權聲級是模擬計權聲級是模擬 55dB 到到 85dB 的的中等強度噪聲的頻率特性，中等強度噪聲的頻率特性， C 計權聲級是模擬高計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性。強度噪聲的頻率特性。n 三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度，三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度， A 衰減最多，衰減最多， B 次之，次之， C 最少。最少。 （4）濾波器）濾波器 濾波器一般分為兩種，即恒定帶寬和恒定百分濾波器一般分為兩種，即恒定帶寬和恒定百分比帶寬。比帶寬。n

36、恒定帶寬是恒定帶寬是用固定濾波器將信號頻率移到濾波用固定濾波器將信號頻率移到濾波器的中心頻率。器的中心頻率。n恒定百分比帶寬恒定百分比帶寬的帶寬是中心頻率的一個恒定的帶寬是中心頻率的一個恒定百分值，帶寬隨中心頻率的增加而增大，即高百分值，帶寬隨中心頻率的增加而增大，即高頻時帶寬比低頻時寬，故應用更加廣泛。頻時帶寬比低頻時寬，故應用更加廣泛。（5）檢波器和指示器）檢波器和指示器l 檢波器檢波器作用作用是把迅速變化的電壓信號轉變是把迅速變化的電壓信號轉變 成成變化較慢的直流電壓信號。變化較慢的直流電壓信號。l 根據測量的需要，根據測量的需要，檢波器有檢波器有峰值檢波器、平均峰值檢波器、平均值檢波器

37、和均方根值檢波器之分。值檢波器和均方根值檢波器之分。l峰值檢波器峰值檢波器能給出一定時間間隔中的最大值，能給出一定時間間隔中的最大值，平均值檢波器平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對能在一定時間間隔中測量其絕對平均值，在多數的噪聲測量中均是采用平均值，在多數的噪聲測量中均是采用均方根均方根值檢波器。值檢波器。 （5）檢波器和指示器）檢波器和指示器 均方根值檢波器能對信號進行處理，將結果輸送到均方根值檢波器能對信號進行處理，將結果輸送到指示表頭。目前，測量噪聲用的聲級計，表頭響應指示表頭。目前，測量噪聲用的聲級計，表頭響應按靈敏度可分為四種：按靈敏度可分為四種： n(1) “慢慢”。表頭時間常數為。表頭時間常數為 1000 ms ，般用般用于測量穩態噪聲，測得的數值為有效值。于測量穩態噪聲，測得的數值為有效值。 n(2) ”快快”。表頭時間常數為。表頭時間常數為 125ms ，一般用，一般用于