《噪声测量》课件

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1、第三章噪声源的测量本章主要内容3.1基本声学量-声压的测量3.2声源的频谱测量3.3声强及声功率测量3.4测量仪器3.1基本声学量-声压的测量(1)声压的测量是声学测量的基础。在声压测量中，声波的接收是声学测量的基础和首要环节.(2)空气介质中最常用的接收声波的传感器为传声器。其原理是由声造成的空气压力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机器振动变成电参数的变化。(3)四种接收声波的方式：压强式、压差式、压强与压差复合式、多声道干涉式。声能量声强声功率s—平面声波波阵面的面积声压的测量是声学测量的基础。3.1基本声学量-声压的测量声波的接收是声压测量的基础环节。仪器：传声

2、器（麦克风），按声学原理一般分为四种：压强式压强式传声器只激励传声器振膜的一侧，主要是无指向性传声器。压差式压差式传声器只激励传声器振膜的两侧，也就是振膜运动受两侧声压的控制，这类话筒总是带有特定的指向性压强与压差复合式多声道干涉式作用：将声信号转化为电信号。其原理是由声造成的空气压力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机器振动变成电参数的变化。精度较高，应用最多。传声器还可分为按能源分：有源传声器、无源传声器按换能原理：电动传声器、电容传声器、压电式传声器、半导体式传声器等按用途及使用方法：音乐用传声器、歌唱用传声器、有线传声器、无线传声器、落地式传声器、手持式传声器单

3、击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级7/21/20216壳体上开有毛细孔，用来平衡振膜两侧的静压力，以防止振膜破裂。振膜厚度在0.0025~0.05mm之间，它在声压的作用下发生变形位移，起着可变电容器动片的作用可变电容器的定片是背级,其上的阻尼孔抑制振膜的共振振幅电容式传感器etRet毛吸孔内腔背级振膜阻尼孔绝缘体然而动态的应力变化（声压）很难通过毛细孔而作用于内腔，从而保证仅有振膜的外侧受到声压的作用。单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级7/21/20217动圈式传声器这种传声器精度较低，灵敏度也较低，

4、体积大，其突出特点是输出阻抗小，所以接较长的电缆也不降低其灵敏度。动圈式传声器磁铁磁铁阻尼罩壳体振膜线圈在声压的作用下，振膜和线圈移动并切割磁力线，产生感应电动势。同线圈移动速度成正比。单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级7/21/20218压电式传声器压电式传声器膜片较厚，其固有频率较低，灵敏度较高，频响曲线平坦，结构简单，价格便宜，广泛用于普通声级计中。压电式传声器原理图壳体绝缘材料输出后板双压电晶体弯曲梁金属膜片静压力平衡管膜片受到声压作用而变位时双压电元件产生变形，在压电元件梁端面出现电荷噪声测量仪器(5/9)压强式传声器无声场时：

5、I内=I外，F=0有声波入射时，F=ps，在此力的作用下，通过力电换能器，振动转换为电信号输出，因此，测得这个输出信号就可以求出声场中对应的声压。作用到传声器上的合力与声波入射方向有关，传声器具有指向性，但利用压强原理制成的传声器在低频率是无指向性。理想的声学测量用的传声器特性：自由声声电压灵敏度高、频响特性宽、动态范围大、体积小，不随温度、压力、湿度等环境条件而变化。DF背极C0压强式传声器的结构电容传声器精密测量中最常用的一种传感器，其稳定性、可靠性、振性，以及频率特性均较好。无声波时，腔内外压强相等；有声波作用时，膜片受到声压P的作用，产生振动，使膜片与后板的距离发生变

6、化。电容传声器的结构图电容计算公式：式中k为静电力常量，ε为介电常数，S为极板面积。当极板间距d变化时，电容C随之变化，电流I也会随之变化。电容传声器等效电路图优点：频率范围宽，频率响应平直，灵敏度变化小，稳定性好，多用于精密声级计中。缺点：内阻高，需要配备响应的放大器和衰减器，需要一定的电压，膜片容易损坏。3.2声源的频谱测量频谱测量：为了更好地了解噪声的特性，需要知道声压级与频率之间的函数关系，即需要将通常的时间域中的数据转变为频率域中的数据，能完成这种转变的设备就是频率分析仪或频谱分析仪。包括：快速傅里叶变换窗函数滤波器小波分析技术（1）在模拟信号分析中，带通滤波器是必

7、不可少的仪器。它的作用是只让滤波器所确定的频率范围内的信号通过，而阻止其他分量的信号通过。即在通带内没有衰减，在通带外没有输出。（2）测取噪声信号频谱的传统方法是模拟分析法，这种方法是使待测信号通过若干个不同中心频率的模拟滤波器、或中心频率可在一段频率上移动的可调滤波器，这种滤波器通常是带通滤波器，即只允许在规定频带内的信号分量通过的滤波器。在滤波器的输出端测定所传输的信号功率并用记录器记录下来，制成相应的图表，就完成了模拟分析。记录器可以是电平表、示波器或专用记录仪。根据所使用带通滤波器特性的不同，具