JJG 175-1998 测试电容传声器检定规程.pdf

V,7777772V (GwmlFrL中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 1 7 5 -1 9 9 8测 试 电 容 传 声 器Me a s u r i n g C o n d e n s e r Mi c r o p h o n e s1 9 9 8 一0 3 一1 6 发布1 9 9 8 一1 0 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局发布J J G 1 7 5 -1 9 9 80. 0. 口. 0. 口. 0. 0. 0. 口. O. 口. 飞 J J G 1 7 5 - 1 9 9 8代替 J J G 1 7 5 -1 9 8 4 J J G 4 8 1 - 1 9 8 7尹圣夕夕十。测试电容传声器检定规程 V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f、 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 。 。. 0 o . 0 o . 0 . 0 。Me a s u r i n g C o n d e n s e r Mi c r o p h o n e s 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 8 年 0 3 月 1 6日 批准，并自1 9 9 8年 1 0 月0 1 日 起施行。归口 单位: 全国 声学计量技术委员会起草单位: 中国 计量科学研究院中国 测试技术研究院本规程技术条文由起草单位负责解释标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 1 7 5 -1 9 9 8本规程主要起草人: 张美娥 段贵荣 参加起草人: 陈剑林 汪汉春 陈锡珍 肖鉴 陈华春( 中国计量科学研究院)( 中国测试技术研究院)( 中国计量科学研究院)( 中国 计量科学研究院)( 中国测试技术研究院)( 上海市计量测试技术研究院)( 国营红声器材厂嘉兴分厂 )7 J G 1 7 5 - 1 9 9 8目录一 概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )二 技术要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )三 检定条件 。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )四检定项 目和检定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 )五 检定结果的处理和检定周期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( )附录1 声校准器的 气压修正 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 8 )附录2 声校准器的 腔体积修正 。 ( 9 )附录3 标准 传声器的开路声压灵敏度级修正 ( 1 0 )附录 4 检定证书格式 ( 背面) 。 ( 1 1 )标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载d J G 1 7 5 - 1 9 9 8测试 电容传声器检定规程 本规程适用 于新制造、使 用中和修理 后的标称 直径为 2 3 . 7 7 m m, 1 2 . 7 in m,6 . 3 5 m m 及3 . 1 7 5 m m系列测 试电 容传声器的检 定。 其他规格传声器的 检定亦可参照 本规程进行。一概述 电容传声器是一种靠电容量变化而起声电 换能使用的 传声器， 它主 要用于 测量声场中某点的声压 ，根据用途不同可分为声压型和声场型。二技术要求1 直径为2 3 . 7 7 二 、 极化电压为2 0 0 V的测试电 容传声器，主 要技术要求见表 1 ， 其他规格传声器的技术要求 由制造厂给出。表 1项目技术要求 开路灵敏度级( 以2 5 0 H z , 1 V/ P a 为 0 d B)( 一 2 6 士3 ) d B 频率响应( 参考频率2 5 0 H z 、 允差士 2 d B )声压型声场型2 0一8 0 0 0 Hz2 0一1 8 0 0 0 Hz 动态范围上限( 基准声压: 2 0 ga ) 1 4 4 d B三检定条件2 检定用仪器设备2 . 1 标准电容传声器 声压灵敏度级准确度优于 士0 . 0 5 d B ，自由场灵敏度级准确度优于士 0 . 3 d B .2 . 2 声频信号发生器 在所需要的频率范围内， 频率准确度优于 士 0 . 5 %， 谐波失真小于0 . 5 %，幅 频特 1J J G 1 7 5 - 1 9 9 8性优于士 0 . 2 d B .2 . 3 测量放大器 频率响应特性: 在所需要的频率范围内优于士 0 . 2 d B ， 输人端短路噪声低于 1 0 V( 线性) ，表头指示准确度优于士 0 . 2 d B ， 谐波失真小于0 . 1 %02 . 4 前置放大器 噪声低于 1 0 尸 ( 线性) ， 3 t V ( A计权) ， 谐波失真小于0 . 1 %02 . 5 声校准器 能产生2 5 0 H z 正弦 声压信号， 准确度等级不低于 1 级。2 . 6 高阻抗直流电 压表 准确度优于士 0 . 0 5 %， 输人阻抗不小于1 0 Z S Z o2 . 7 交流数字电压表 准确度优于士 0 . 5 % 02 . 8 藕合腔 祸合腔最大尺寸应小于空气中测试频率声波波长的 1 / 2 0 ， 腔内与腔外应有压力均衡装置，与传声器祸合时不漏气。2 . 9 自由 声场 消声室内安装有用于固定传声器的支架，在 1 0 0 0 H z 以上， 声场与自由场偏离应小于土 0 . 2 fo2 . 1 0 水银气压计 准确度优于士 0 . 1 %02 . 1 1 温度计 分度值为0 . 1 。2 . 1 2 卡尺 分度值为0 . 2 m m ,2 . 1 3 高声压传声器校准仪 腔内 声压: 可连续变化， 最高声压级应大于1 6 4 d B ; 谐波失真:在 1 5 0 H z 和1 5 4d B以下小于0 . 6 %，1 6 4 d B以下小于2 %0 检定环境条件 温度 :1 8 一2 8 气压 :9 4 . 0 一1 0 3 . 0 k P a 相对湿度:3 0 %一9 0 %四检定项目和检定方法3 外观检查 被检传声器应当具有明确的 标志 ( 包括型号、 序号等) ， 外观无机械损伤， 膜片应无污染 、腐蚀。 2标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 1 7 5 - 1 9 9 84 开路灵敏度级 本规程中 开路灵敏度级包括开路声压灵敏度级和开路自由 场灵敏度级， 在2 5 0 1 l 2时 ， 两种灵敏度级相等。4 . 1 开路声压灵敏度级 开路声压灵敏度级可选用下列方法进行检定。4 . 1 . 1 声校准器法 检定装置示意图如图 1 所示。 图1 用高阻抗直流电压表检查馈给被检传声器的 极化电压并调整到额定值， 也可采用标准直流电压源平衡法进行检查调整。 调节测量放大器 “ 前置放大器输人”和 “ 直接输入”的 灵敏度， 使其对5 0 m V内部参考信号指示相同， 也可将数字电 压表连接到测量放大器输出端进行监视， 然后 将测量放大器放到适当量程。b 将被检传声器与声校准器的腔体紧密祸合， 并使其参考轴处于与水平面成9 0 0 角的位置， 接通声校准器的电源， 在制造厂规定的稳定时间后， 从测量放大器表头读取声压级示值并作记录， 然后将被检传声器从声校准器腔体取出， 改变二者相对位置重新藕合读 数， 如 此 重复3 次以 上， 求 出 声压 级 读数的 平 均 值L , ; ， 如各 次读 数的 最 大差 值 大 于0 . 2 d B ， 应增加测量次数， 并剔除带有粗大误差的读数。 用 插 入电 压法 测 量 前 置 放大 器的 传 输损 失 R ， 也可 用图2 所 示的 方 法测 定: 首 先将开关K ， 和玫 同时打到A ， 读取数字电压表的 示值 V 1 ， 再将开关K 1 和凡 同 时打到B ,读取数字电 压表的 读数 V 2 ，则前置放大 器的传输损失 月 = 2 0 1 g ( V 2 / V i ) , d B .d 按附录 1的方法对声校准器进行气压修正。 传声器的开路声压灵敏度级由 下式给出: 3.1 J G 1 7 5 - 1 9 9 5被 检传 声器前置放大器( 加 绝缘 环 )组B 一AB一LFr.|00| 图2 L a x 二 一 2 6 一( L , + A K+ 4 P一 L , , ) + a g式 中: L p x 被检 传 声 器的 开 路 声 压灵 敏 度 级， d B ; L , 一 一声 校准 器的 声 压 级 校准 值， d B ; 瓦 测 得声 压 级的 平 均 值， d B ; O K声校准器的气压修正值 ，d B ，见附录 1 ; 邹 前置放大器的传输损失， d B ; O P 腔体积修正量，d B ，见附录 2 04 . 1 . 2 藕合腔替代法 检定装置示意图如图3 所示。( 1 )标准传声器与被检 传 声器交 替使 用发射 传声 器图3标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 J J G 1 7 5 -1 9 9 8a 按4 . 1 . 1 中a 对仪器进行检查和调整。b 将标准传声器、发射传声器和被检传声器去掉保护罩， 换上转接环 ( 根据需要) ， 用声学藕合腔将标准传声器与发射传声器紧密祸合， 信号发生器调到需要的 频率， 调节馈给发射传声器的电压， 使标准传声器的 输出在测量放大器上有一适当的 指示， 记下电 压表 读数V l o。 将标准传声器换成被检传声器， 保持信号发生器输出不变， 记下电压表读 数 V 2 -d 计算出 L = 2 0 馆 V 2 / V , d B ，以 上步骤重复3 次以上， 求得 L的 平均 值瓦 。e 分 别 测出 前 置 放 大 器 带标 准传 声 器和 被检 传 声器 时的 传 输 损失 月 ， 和 R z ， 则 被 检传声器的开路声压灵敏度级由下式给出: L ,=L o + 丽 + ( A R 2 一 9 1 ) ( 2 )式中: L , 一 一被 检传 声 器的 开 路 声 压 灵敏 度 级， d B ; Lo 标 准 传 声 器 在 检定 环 境 条 件下 的 开 路 声 压灵 敏 度 级， d B ; 石 厄 一 一 被 检传声器与 标准传声器未经修正的 灵敏度之差的 平均 值， d B . 注: 小尺寸、 低灵敏度传声 器不宜采用此法 检定。 开路声压灵敏度级修正值由下式给出: K o = 一2 6 一L ,m ( 3 )4 . 2 开路自 由场灵敏度级 开路自 由 场灵敏度级的检定采用自 由场替代法。检定装置示意图如图4 所示。 图4a 按 4 . 1 . 1中a 对仪器进行检查和调整。b 将发射声源和标准传声器安装在消声室内适当的位置上 ( 要求引起的 自由场偏差小于士 0 . 2 d B ) ， 标准传声器与声源同轴， 并测量标准传声器与 声源之间的 距离。c 调节声频信号发生器到待检频率 ，并输给发射声源一定电压 ( 发射声源失真度应小于 1 0 %) ， 标准传声器的 输出在数字电压表上给出示值 V , ，然后用被检传声器替代标准传声器， 保持声频信号发生器输出电压不变，被检传声器的 输出相应地在数字电压 表 5J J G 1 7 5 - 1 9 9 8上给出示值 V Z ， 则: A L =2 0 1 g 姚/ V, 以 上步骤重复3 次以 上， 求出 L的平均值云 厄 。d 分 别测出 前置 放大 器 带标 准 传 声器 和 被检 传 声器 时 的 传 输损 失 月 I 和 热 ，传声器的开路自由场灵敏度级由下式给出: L fx 二L fo + 云 五十 ( 斑一 召 1 )式中:L rx 被检传声器的开路自 由场灵敏度级， d B ; Lt,标准传声器的开路自 由场灵敏度级， d B ; A L 被检传声器与标准传声器未经修正的灵敏度之差的 平均值， d B .5 频率响应5 . 1 声压频率响应5 . 1 . 1 静电 激励器法 检定装置示意图 如图5 所示。( 4 )则被检( 5 )被 检传 声器 图5 按1 / 3 倍频程频率点， 用测量放大器或数字电压表测得电压频率响应。5 . 1 . 2 藕合腔替代法 按 4 . 1 . 2 的方法逐点测量被检传声器的开路声压灵敏度级 ，得出声压频率响应。5 . 2 自由 场频率响应5 . 2 . 1 自 由场替代法 按4 . 2 的方法测出 每个频率上的 开路自由 场灵敏 度级， 得出自 由场频率响 应， 检定频率在 1 . 2 5 一2 0 k H z 之间按 1 / 3 倍频程选取。5 . 2 . 2 叠加法 在被检传声器的自由 场修正曲线已 知时， 也可以 在其声压频率响 应上逐个频率叠加上该型号的自由场修正值，得到自由场频率响应。6 动态范围上限6 . 1 高压藕合腔法 6标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 J J G 1 7 5 - 1 9 9 8 在正常工作条件下， 将被检传声器安装在高压传声器校准仪的高压藕合腔上， 使用闭 腔测量， 信号频率为 9 5 H z 。调节腔内声压， 在失真度测量仪上读出传声器的失真度，当失真度达到4 % 时 ( 需要时也可给出 其他失真度值时的 声压级， 但必须注明失真度) ， 根据电 压表指示的插人电压计算出腔内 声压级，此声压级即被检传声器的动态范围上限。6 . 2 同时比较法 在正常工作条件下， 将被检传声器、 监视传 声器和声源同 时祸合到一小腔上， 声源频率为9 5 H z ， 调节腔内声压， 使被检传声器输出信号失真度达到4 %， 通过监视传声器测出腔内声压级， 此即被检传声器动态范围上限， 要求监视传声器和声场的总失真小于 0 . 5 %。 对于首次检定和修理后的检定，规程中的所有项目 均需检定， 对于一般的周期检定， 只要求检定4 . 1 条和5 . 1 条。五检定结果的处理和检定周期7 经检定合格的测试电 容传声器，由检定单位发给检定证书， 检定不合格的发给检定结果通知书。8 测试电容传声器的检定周期为 1 年。J J G 1 7 5 - 1 9 9 8附录 1声校准器的气压修正 声校准器的 声压级校准值为 标准环境条件下的数值， 实际 使用时应根据制造厂提供的气压修正方法， 对声校准器的 输出声压级进行修正。目 前， 国内常见的 声校准器 ( 一般指活塞发声器) 气压修正量可从下 式求得: O K=2 0 l g ( P / P o ) ( 1 )式中:A K气压修正量，d B ; P 实际检定时的 大气压， k P a ; P O 标准大气压，1 0 1 . 3 k P a o标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 J J G 1 7 5 - 1 9 9 8附录 2声校准器的腔体积修正 声校准器所产生的声压级与藕合腔体积 ( 包括传声器的等效体积、 膜片到保护罩之间的 体积，以 及热传导附加体积) 有关，当藕合腔体积超出标准体积时， 应当 根据制造厂提供的数据进行修正，修正公式如下: A P=2 0 lg ( V / ( V+A V ) ( 1 )式中:A P 腔体积修正量 ，d B ; V 标准腔体积，c m , ; A V 腔体积变化量， C M I . 表 1 给出了部分腔体积修正量。表 1传声器型号腔体积修正量/ d B不带保护罩带保护罩W E 6 4 0 A+0. 3+0. 4 2M R1 0 3+0. 30 . 4 2B&K4 1 3 1 , 4 1 3 2+ 0 . 2 5( 带D B O 1 1 1 适配环)一0. 0 5B&K4 1 4 4 , 4 1 4 5+ 0 . 2 5( 带D B O 1 1 1 适配环)+ 0. 0 5B& K4 1 6 0+ 0. 2 8+ 0. 4 3只有活塞发声器需做此项修正。 J J G 1 7 5 - 1 9 9 8附 录 3标准传声器的开路声压灵敏度级修正 用替代法检定测试电容传声器的开路声压灵敏度级和声压频率响应时，需要根据制造厂提供的 环境修正方法， 将标准环境条件下的开路声压 灵敏度级修正到实际检定环境条件下的开路声压灵敏度级 ，修正公式如下: L ,=L p r + a p ( P一1 0 1 . 3 ) +a , ( t 一2 3 ) ( 1 )式中 : L p, 标 准 传声 器 在 实际 检 定 环 境 条