电声计量的主要参数包括声压、声强和声功率等。声压是声波存在时媒质中的压力与静压之差,单位是帕,声压级量值的单位用分贝表示,空气声中基准声压为20微帕。声强是与质点速度方向垂直的单位面积上在单位时间内通过的声能,单位为瓦/米2,它是一个矢量。声功率是单位时间通过某一面积的声能,单位为瓦。
电声计量
关于电声测量及其应用的学科。电声领域内研究计量单位统一和量值准确可靠的声学计量分支。主要研究空气介质中的声学量值,又称空气声计量。
- 英文名称
- electroacoustic metrology
- 所属学科
- 仪器科学与技术
- 又称
- 空气声计量
- 学科体系划分
- 声学计量分支
为解决环境噪声的计量问题,电声计量用耦合腔互易法声压基准于20世纪60年代在中国大陆建立。自由场声压基准于80年代起步研究。21世纪以来,相继建立了次声和空气超声声压的量值溯源能力。经历半个世纪的发展,电声计量能力已逐步覆盖声级计(见图)、声校准器、传声器、声学分析仪等多种声学计量仪器和材料吸声系数、传输损失、实验室自由场指标等多项声学参数。
中国已建立耦合腔互易法声压基准、耦合腔互易法声压副基准和自由场互易法声压基准,作为统一全国空气声声压量值的国家最高标准,可用于实验室标准传声器参数的测量,包括声压灵敏度、自由场灵敏度和频率响应等。
声压量值通过实验室标准传声器传递给各计量标准。实验室标准传声器由计量基准(副基准)直接对其互易校准测量进行声压量值传递。对实验室标准传声器的声压灵敏度,用耦合腔互易法声压基准装置进行测量;对实验室标准传声器的自由场灵敏度,用自由场声压基准装置进行测量。在实验室标准传声器的自由场灵敏度和声压灵敏度之差准确已知的情况下,也可以在耦合腔互易法声压基准装置的测量结果上迭叠加相应差值,得到实验室标准传声器的自由场灵敏度。
电声计量标准将空气声压量值从国家计量基准向工作计量器具传递。电声计量标准包括工作标准传声器检定装置、声校准器检定装置、声级计检定装置、标准声源检定装置、次声传感器校准装置等若干计量标准装置。部分检定装置可以组合为电声标准装置,通常由实验室标准传声器、电子测量仪器、自由场装置以及相关配套设备组成。
随着电声研究领域的不断扩大,电声计量迫切需要拓展已有标准装置的频率范围和量程,同时寻求声压量值的直接复现方法。国际声学计量界已将空气声计量的频率范围覆盖到次声频段和超声频段,动态范围上限从140分贝拓展至179分贝甚至更高。在直接法声压基准的研究中,基于激光干涉技术测量声质点振动速度,采用声压单位的物理定义直接复现声压量值,可以解决互易法在量值传递中的局限性。