一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于声学测量领域，具体设及一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测 量系统。
【背景技术】
[0002] 麦克风作为一种将声信号转换为电信号的传感器，在航空声学、建筑学、环境声学 等诸多领域中有广泛的应用。麦克风性能的一个重要参数是接收灵敏度，在声信号的测量 和实验分析中，麦克风灵敏度是保证测量和结果准确性的关键。
[0003] 随着声学测量技术的广泛应用，麦克风的需求越来越大，比如声源定位技术应用 的实现监控系统、语音识别系统，空间声场变换技术等，一般都是采用麦克风阵列的形式实 现，因此麦克风需求数量越来越多。同时阵列结构中传声器灵敏度的一致性也是保证测量 的准确性关键。因此麦克风灵敏度的测量有着十分重要的意义。麦克风灵敏度的测量方法， 主要采用活塞发生器法、静电激励法、禪合腔互易法等。随着激光干设测量技术、数字技术 的发展，活塞发生器法校准传声器成为焦点，现代活塞发生器的设计中多使用激光干设测 量技术来测量活塞的位移，激光干设测量技术能够保证活塞发生器中活塞位移测量的精度 达到微米级。目前国内的活塞发生器研究仍W商用为主。静电激励法可W对传声器灵敏度 随频率的相对变化进行测量，一般结合活塞发生器法和静电激励法，即用活塞发生器校准 某一频率的传声器声压灵敏度，然后静电激励法测定该传声器声压灵敏度的频响，该方法 过程较复杂。从20世纪40年代开始，人们对禪合腔互易法做了大量的研究，达到了较高的 准确度，目前传声器的校准在频率20化W上一般采用禪合腔互易法校准作为传声器绝对 校准的标准方法。禪合腔互易法在低频时信噪比会变差，并且用于均压的毛细管会导致声 泄漏，因此限制了它在低频传声器灵敏度测量中的应用。
[0004] 无论是结合活塞发生器和静电激励法，还是采用标准的禪合腔互易法，虽然测量 精度可W达到很高的标准，但是其测量工作对设备和条件的要求都较苛刻，，实际应用很多 场合并不能达到该测量条件，而且也不需要达到很高的精度，W上方法会造成较高的成本。 因此设计出一种结构简单，操作方便，成本低，能够满足一般测量要求的麦克风灵敏度的测 量系统是很有必要的。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的在于针对传统测量方法对测量条件和设备要求苛刻，测量方法 复杂的缺点，提出一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，依据驻波理论，结构简 单，成本低廉，适用于对测量精度要求不高的麦克风接收灵敏度的测量。
[0006] 本实用新型是通过W下技术方案来实现的：
[0007] 本实用新型包括激励声源、驻波管、麦克风标准件和示波器；所述的激励声源包括 信号发生器和扬声器；所述的扬声器安装在驻波管的一端，并与驻波管同轴；驻波管的另 一端固定有金属板；麦克风标准件安装在金属板的中央，与驻波管同轴；被测麦克风垂直 安装在驻波管外壁上，位置由测量波长决定；当声波的波长大于驻波管长度时，被测麦克风 与金属板的轴向距离小于1/4波长；当声波波长小于驻波管长度时，被测麦克风与金属板 的轴向距离大于1/4波长；所述的麦克风标准件和被测麦克风均与示波器连接。
[000引所述扬声器的振膜表面至少遮挡驻波管横截面积的2/3。
[0009] 所述的驻波管采用PVC圆管。
[0010] 所述驻波管的内孔中屯、线为直线，各处的横截面为半径相等的圆。
[001U 所述驻波管的长度为4m，内径为152mm，管壁厚度为4mm;所述金属板的厚度为 10mm，被测麦克风安装在距离金属板0. 56m的位置；所述驻波管的测量频率范围为50化~lOOOHz。
[0012] 所述驻波管的长度为0. 75m，内径为46mm，管壁厚度为2mm;所述金属板的厚度为 10mm，被测麦克风安装在距离金属板0. 15m的位置；所述驻波管的测量频率范围为200化~ 4000Hz。
[0013] 本实用新型的有益效果：结构简单，可操作性强，能够满足对测量精度要求不高的 麦克风接收灵敏度的测量。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的结构示意图。
[001引图2为采用4m驻波管测量时被测麦克风的灵敏度曲线。
[0016] 图3为义用75m驻波管测量时被测麦克风的灵敏度曲线。
[0017] 图中；1、激励声源，2、驻波管，3、麦克风标准件，4、示波器，5、被测麦克风，6、信号 发生器，7、扬声器。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
[0019] 如图1所示，一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，包括激励声源1、驻 波管2、麦克风标准件3和示波器4 ;激励声源1包括信号发生器6和扬声器7 ;扬声器7安 装在驻波管2的一端，并与驻波管2同轴；扬声器7的振膜表面至少遮挡驻波管2横截面积 的2/3 ;驻波管2采用PVC圆管，内孔中屯、线为直线，各处的横截面为半径相等的圆，内孔孔 壁光滑、刚硬，且足够密实，W便在驻波管工作频段不出现共振；驻波管的另一端固定有金 属板，作为声波反射端面；麦克风标准件3安装在金属板的中央，与驻波管同轴；被测麦克 风5垂直安装在驻波管外壁上，位置由测量波长决定；当声波的波长大于驻波管长度时，被 测麦克风与金属板的轴向距离小于1/4波长，当声波波长小于驻波管长度时，被测麦克风 与金属板的轴向距离大于1/4波长；麦克风标准件3和被测麦克风5均与示波器4连接。
[0020] 信号发生器6和扬声器7作为声源1，由麦克风标准件3测量驻波管末端的声压， 被测麦克风测量另一点处声压，驻波场中两点声压值均传入示波器4 ;W麦克风标准件3的 声压灵敏度作为参考值，根据驻波场中两点处声压的函数关系，能够得出被测麦克风的接 收灵敏度。理论推导如下：
[0021] 平面波中任意一点X处的声压为：
[002引p(x) =Ae^ikx+Beikx(1)式中，x为驻波管中屯、轴方向上的点与扬声器7的距离； A为声波幅值，B为声波正向和反向行进的相位差；波数k= ?/cu，c。为空气中的声速，《 为角频率。
[0023] 根据质点运动方程
[0024]
【主权项】
1. 一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，包括激励声源、驻波管、麦克风标准 件和示波器，其特征在于： 所述的激励声源包括信号发生器和扬声器；所述的扬声器安装在驻波管的一端，并与 驻波管同轴；驻波管的另一端固定有金属板；麦克风标准件安装在金属板的中央，与驻波 管同轴；被测麦克风垂直安装在驻波管外壁上，位置由测量波长决定：当声波的波长大于 驻波管长度时，被测麦克风与金属板的轴向距离小于1/4波长；当声波波长小于驻波管长 度时，被测麦克风与金属板的轴向距离大于1/4波长；所述的麦克风标准件和被测麦克风 均与示波器连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，其特征在 于：所述扬声器的振膜表面至少遮挡驻波管横截面积的2/3。
3. 根据权利要求1所述的一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，其特征在 于：所述的驻波管采用PVC圆管。
4. 根据权利要求1所述的一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，其特征在 于：所述驻波管的内孔中心线为直线，各处的横截面为半径相等的圆。
5. 根据权利要求1所述的一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，其特征在 于：所述驻波管的长度为4m，内径为152_，管壁厚度为4mm;所述金属板的厚度为10_，被 测麦克风安装在距离金属板〇. 56m的位置；所述驻波管的测量频率范围为50Hz~1000Hz。
6. 根据权利要求1所述的一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统，其特征 在于：所述驻波管的长度为〇? 75m，内径为46mm，管壁厚度为2mm;所述金属板的厚度 为10mm，被测麦克风安装在距离金属板0. 15m的位置；所述驻波管的测量频率范围为 200Hz~4000Hz〇
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于比较法的麦克风接收灵敏度测量系统。传统麦克风灵敏度的测量方法对测量条件和设备要求苛刻，方法复杂。本实用新型包括驻波管、麦克风标准件、示波器、信号发生器和扬声器；扬声器安装在驻波管的一端，并与驻波管同轴；驻波管的另一端固定有金属板；麦克风标准件安装在金属板的中央，与驻波管同轴；被测麦克风垂直安装在驻波管外壁上，位置由测量波长决定：当声波的波长大于驻波管长度时，被测麦克风与金属板的轴向距离小于1/4波长；当声波波长小于驻波管长度时，被测麦克风与金属板的轴向距离大于1/4波长；麦克风标准件和被测麦克风均与示波器连接。本实用新型适用于测量精度要求不高的麦克风接收灵敏度。
【IPC分类】H04R29-00
【公开号】CN204539472
【申请号】CN201520228176
【发明人】杨婕, 王月兵, 唐廷浩
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月15日