声学测量分析技术方案

word.word.声学测试分析技术方案p表示。有声波存在时，空气压力就在大气压0四周起伏变化，消灭压强增量，这个压强增量就是声压，用p表示。SIS的单位是2，力F的单位是牛〔顿，其声压的单位是牛/米2，记为N/m2，或称为帕〔斯卡，记Pa，其关心单位为微巴，记为bar〔达因/厘米2dyn/cm2。换算关系为：1Pa1N/m210dyn/cm210bar 与大气压相比，声压是相当小的。在1000赫时的可听声压范围大约在0.0002~200期的整数倍。有效声压用数学表示为1TT1TTpt2dt0式中 T——周期；pt——瞬时声压；t——时间。2对于正弦声波pp /2m

p 为声压幅值，即最大声压。在实际使用中，m假设不另加说明，声压就是有效声压的简称。二、声压级Lp一个声音的声压级是这个声音的声压与基准声压之比的以10为底的对数的20Lp

20lgp (1-11)po式中 L 声压级，分贝；pp 声压，帕；ppo

=20有了声压级的概念，就可把由声压值表示的数百万倍变化，转变为0～120分贝的变化范围。三、声学频谱1000之差。上、下限截止频率之差即是中间区域，称为频带宽度，简称带宽。2位称倍频程。即f f f22n 或 nlog21

2 (1-15)f1式中 f1

、f 成倍频程关系的低频和高频频率，即下、上限截止频率；2n 两个频率相比的倍数。n可以是任意正实数，n当n=11n1/31/3倍频程，依此类推。在倍频程中，频程间的中心频率之比都是2：1，其中心频率是上、下限的几何平均值，即ffff1 2o四、计权声级噪声感觉的数值，使主客观量趋于统一。常用的计权网络A、B、CDD、D1 2

、ESI几种计权，一般承受A计权网络。40方曲线的反曲线而设计的。它较〔500赫以下〕1000~5000赫声敏感的特点。AA声级，记为分贝A常用窗函数常用的几种窗函数如下：矩形窗矩形窗属于时间变量的零次幂窗，函数形式为〔1-28〕相应的窗谱为：〔1-29〕主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高。〔２〕汉宁〔Hanning〕窗汉宁窗又称升余弦窗，其时域表达式为：〔1-30〕相应的窗谱为：〔1-31〕33个sine〔t〕使旁瓣相互抵消，消去高频干扰和漏能。〔３〕海明〔Hamming〕窗〔1-32〕其窗谱为：word.word.〔1-33〕旁瓣到达更小。分析说明，海明窗的第一旁瓣衰减为一42dB．海明窗的频谱也这比汉宁窗衰减速度慢。海明窗与汉宁窗都是很有用的窗函数．〔Parzen〕窗、布拉克曼〔Blackman〕窗、凯塞〔kaiser〕窗等。窗函数的选择应考虑被分析信号的性质与处理要求．假设仅要求准确读出平均方式方式进展处理。线性平均线性平均: YN=(1/N)*ΣXi i=1~N 线性平均要把全部输入数据储存后再计算，可改为递推线性平均递推线性平均:计算后Y2可删除……………n=1~NTc〔dy(t)/dt〕+y(t)=x(t) Tc---时间常数 以采样间隔Δt离散成一阶差分方程，dt→Δt,y(t)→y(n)---y,x(t)→x(n)---x,dy→y-yn n n n-1Yn=((N-1)/N)*Yn-1+(1/N)*Xn 〔1-36〕Yn=((N-1)/N)*Yn-1+(1/N)*Xn 〔1-37〕例:N=4,Xn=[X1 X2 X3 X4 Y1=(1/4)*X1+(3/4)*(1/4)*X3+(1/4)*X4可见以往输入数据对现在输出的影响按((N-1)/N)m渐渐减小(遗忘)。最大值保持保持声压最大的一次结果，作为最终的分析结果。六、测试根本原理及流程〔专用的声学传感器大〔或衰减、加权〔A、B或C，也可不加权、倍频程滤波〔附加、均方根检波和对数转监测、存储和频谱等分析之用。word.word.声学测量倍频程分析方法流程图七、试验所需仪器设备：6、1动态信号测试分析系统动态信号测试分析系统力应变、振动〔加速度、速度、位移、冲击、声学、温度〔各种类型热电偶、铂电阻、压力、流量、力、扭矩、电压、电流等各种物理量的测试和分析输入阻抗输入保护输入方式

10MΩ∥40PF10V±15V(直流或沟通峰值)时，输20V时，输入信号大于±30V(直流或沟通峰值)时,输入全保护GND、DC(单端、差分)、AC、ICP工作方式

数据采集器外接适调器(选件)

单端输入、差动输入、ICP适调输入ICP适调器(带双积分硬件网络)、应变适调器、电荷适调器、电荷适调器(带双积分硬件网络)、4～20mA适调器、双恒流源应变适调器满度值最大分析频宽低通滤波器

±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V、±20VDC～100kHz截止频率10、30、100、300、1k、3k、10k、PASS(Hz)八档信号状态指示

(-3dB±1dB) 分档切换平坦度 小于0.1dB(2/3截止频率内)阻带衰减 大于－24dB/oct过载指示 输入大于满度值，指示灯为红色，表示过载50mV指示 输入小于满度的0.5%,指示灯为绿色，表示欠载模数转换器区分率24位Σ-ΔA/D最大通道数 每台仪器可有16通道或32通道，每台计算机可把握无限多通道通讯接口 100Mbps以太网接口全部通道(无限多)同时工作时，每通道10、20、50、连续采样速率(存整数采样速率 100100k、贮深度由计算机剩 200k(Hz)分档切换余硬盘空间容量决 全部通道(无限多)同时工作时，每通道5、10、20、定) 整数分析频率 50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz)分档切换；滤波方式

每通道独立的模拟滤波+实时数字滤波组合抗混滤波器；抗混滤波器

截止频率 采样速率的1/2.56倍设置采样速率时同时同步设定阻带衰减 约120dB/oct〔分析频率范围内〕

0.1dB仪器工作电源

沟通电源 220V，50Hz直流电源 10～18V使用环境 适用于GB6587.1-86-Ⅱ组条件外形尺寸

236mm〔宽〕×133mm〔高〕×317mm〔深〕(十六通道)；482mm〔宽〕×133mm〔高〕×317mm〔深〕(三十二通道)。6、2声学测量传感器系统声传感器是把外界声场中的声信号转换成电信号的传感器。它在通讯、噪声把握、环境检测、音质评价、文化消遣、超声检测、水下探测和生物医学工程及医学方面有广泛的应用。自由声场定义：均匀的各向同性的非流淌媒质中，边界影响可以不计的声场。能感受声压并转换成可用输出信号的传感电阻变换式、压电式和电容式。压电式声压传感器利用压电晶体的压电效当声压作用在膜片上使其振动时，膜片带动压动晶体产生振动，压电晶体在机械应力的作用下产生随声压大小变化而变化的电压，从而完成声－电的转换。抱负的测量传声器应当满足以下条件：与声波波长相比，传声器的尺寸应当很小，不会对声场产生干扰；在声频范围内具有具