LS2p型标准传声器的声中心测量

　　1　引　言

　　采用互易技术对LS2p型(12.7mm)标准传声器[1]进行自由场校准时,发送传声器和接收传声器声中心间距是直接参与传声器自由场灵敏度计算的量,其测量的准确程度直接影响自由场校准的不确定度。1993年3月和1994年4月IEC先后提出的IEC/CD 1094-3,29(sec)256和29(sec)279两个标准草案[2,3]中都给出了LS2p型标准传声器的声中心位置,但这两个草案给出的数据彼此相差非常大。我们为了验证这些数据是否准确,研制了测量装置,并将测量结果和IEC两个草案中提供的数据作了比较。

　　2　测量装置

　　2.1　消声箱

　　传声器声中心位置是在自由声场中测量的,为此研制了一台装配式消声箱来建立自由声场。消声箱的外壳尺寸为245cm×245cm×285cm。壁面、顶面和底面由分别为2mm和1.5mm厚的两层薄钢板、内充沥青玻璃纤维阻尼层组成。厚度为6.5cm。消声箱安装在12个钢弹簧上,弹簧盒内充满黄油作阻尼层,共振频率小于2Hz。箱内吸声尖劈体由两种不同密度的软质聚氨酯泡沫塑料制成。尖劈部分采用白色小孔泡沫塑料,其密度为35.59kg/m3。底座部分采用孔较大的黄色泡沫塑料,其密度为28.27kg/m3。

　　2.2　吸声性能

　　吸声尖劈体在160mm驻波管A内定型后,又组成试件在400mm×400mm大驻波管B内抽测,两个驻波管测得的数据吻合很好,截止频率为255Hz,详见表1。

　　2.3　坐标测距系统

　　LS2p型发送传声器和接收传声器以及各自的接地屏蔽分别安装在12mm圆铝管上,两圆管的相互位置可以进行三维调整。接收传声器圆铝管的外套钢管延伸到消声箱外,支座上面装配有500mm的带游标的金属刻度尺,刻度尺的不确定度优于0.05%,游标分辨力为0.01mm。

　　2.4　自由声场性能

　　传声器自由场互易校准要求两个传声器声中心间距应该比传声器额定直径大10倍。在LS2p型(12.7mm)标准传声器自由场互易校准中,我们选定发送和接收传声器声中心间距为135mm。消声箱自由声场偏差的测量是在两个LS2p型传声器膜片间的间距为80~180mm范围内进行。数据处理时,置信因数取2,测量结果列于表2。

　　对于LS1p型(25.4mm)标准传声器自由场互易校准,选定两传声器声中心间距为240mm。在两个LS1p传声器膜片间的间距为160~280mm范围内测量消声箱自由场偏差,置信因数取2,测量结果列入表3中。

　　3　测量方法及测量结果

　　选定两只B&K 4134型传声器装上UA0825适配器组成一对LS2p型标准传声器,分别用作发送和接收传声器。传声器声中心测量采用IEC/CD 1094-3,29(sec)279标准草案6.5条的方法。它是通过自由场中发送传声器的辐射声压来加以确定。该声压是测量点与发送传声器膜片之间距离的函数。在远场,声压将遵循声压与距离成反比规律。将声压的倒数值作为两个LS2p传声器膜片之间距离的函数作图,通过这些点连一直线,该直线与横轴的交点可用来确定相对于膜片的声中心位置。在2~40kHz频率范围内,按1/3倍频程中心频率,每个频率上测量6次,数据处理时,置信因数取2。测得的结果和IEC/CD 1094-3,29(sec)256[2]和29(sec)279[3]标准草案提供的数据示于图1中。