La precisión del medidor de intensidad acústica se ve afectada por múltiples factores, como el principio, el diseño del hardware, el método de calibración y los factores ambientales, y su evaluación de precisión debe combinarse con indicadores técnicos y escenarios de aplicación práctica. A continuación se analizan los factores que influyen en la precisión, los indicadores de precisión típicos, los métodos de calibración y las diferencias en los escenarios de aplicación:
I. análisis de los factores que influyen en la precisión
1. principios de medición y esquemas técnicos
Método de micrófono doble: la intensidad del sonido se calcula midiendo el gradiente de presión acústica entre los dos micrófonos, y la precisión depende de la distancia entre los micrófonos (distancia típica de 0,5 - 10 mm) y la consistencia de fase.
Diseño tradicional de distancia fija: la precisión en la banda de frecuencia de 100hz - 10khz es de aproximadamente ± 1 - 2db, y la Sección de alta frecuencia (> 10khz) es propensa a errores de fase debido a la proximidad de la longitud de onda a la distancia.
Tecnología de espaciamiento variable: como el sistema 3560d de B & k, que logra una precisión de ± 0,5db en 20hz - 20khz ajustando dinámicamente el espaciamiento (0,6 - 6 mm).
Método de escaneo y medición de matriz: la distribución de la intensidad acústica se ajusta a través del escaneo espacial o la matriz, y la precisión se ve afectada por el tamaño del paso de escaneo (generalmente ≤ lambda / 10) y el algoritmo, como la tecnología de formación de haz, que puede alcanzar una precisión de ± 3 cm al localizar la fuente de sonido.
2. parámetros de rendimiento del hardware
Grado de coincidencia del micrófono: la diferencia de sensibilidad entre los dos micrófonos debe ser inferior a 0,1db (como el micrófono pcb378b02, el error de coincidencia es inferior a 0,05db), de lo contrario se introducirá una desviación del sistema.
Ruido preamplificador: el ruido de entrada equivalente debe ser inferior a 20db (a) (como la serie ni4472, el límite inferior de ruido es de 12db), de lo contrario la relación señal - ruido es insuficiente en la medición de la intensidad del susurro (¿ 30db).
Precisión de muestreo y procesamiento: ADC de 24 bits (como rionna - 28) con una tasa de muestreo de 48 khz, puede controlar el error de cuantificación dentro de ± 0,01 db.
3. condiciones ambientales y de calibración
Ruido de fondo: la medición del ruido ambiental debe ser más de 10 decibelios inferior a la intensidad del sonido objetivo, de lo contrario debe reducirse a través del filtro FFT (como establecer una onda de trampa de 50 hz) o el método de media espacial.
Efectos de temperatura / humedad: la sensibilidad del micrófono cambia alrededor de 0,02 DB / gradoscelsius con la temperatura (como el tipo gras46be), que debe compensarse en tiempo real a través de un sensor de temperatura incorporado (el error después de la compensación es inferior a 0,1 db).
Trazabilidad de la calibración: es necesario calibrar regularmente con un corrector de intensidad acústica (como B & k4231) en condiciones de campo libre, y la incertidumbre de calibración debe ser inferior a 0,3 DB (k = 2).
II. escenarios de atenuación de precisión y medidas de respuesta
1. medición de Sección de alta frecuencia (> 10 khz)
Causa de atenuación: el modelo de fase es inexistente cuando la distancia entre micrófonos es superior a lambda / 2 (por ejemplo, la longitud de onda acústica de 10 kHz es de 34 mm, y el error teórico es de ± 3 DB cuando la distancia es de 10 mm).
Solución: utilizando un micrófono en miniatura de 0,6 mm (como gras40ph), combinado con el algoritmo de inserción fft, el error a 20khz se reduce a ± 1,2db.
2. medición de campo cercano (distancia de la fuente de sonido inferior a 0,5 m)
Causa de atenuación: las características de las ondas no planas del gradiente de presión acústica son obvias, y la hipótesis del método tradicional de doble micrófono falla (error teórico superior a 5db).
Solución: utilizando técnicas de medición de la intensidad acústica esférica (como el sistema pulse de brüel & kjdaer), la intensidad acústica se ajusta mediante un escaneo polifacético, y el error se puede controlar en ± 1,5 db.
3. entorno de fuerte reflexión
Causa de atenuación: la superposición del sonido reflejado y el sonido directo conduce a la distorsión del gradiente de presión acústica (el error puede alcanzar ± 3db).
Solución: utilice la tecnología de descomposición vectorial de intensidad acústica para separar el sonido directo a través de componentes de intensidad acústica de tres ejes X / y / z, y coopere con la medición del tiempo de reverberación (iso3744) para corregir el error.
La precisión del medidor de intensidad acústica puede alcanzar ± 0,5 - 1db en condiciones ideales (campo libre, buena calibración), pero en la aplicación real, debido al entorno, la banda de frecuencia, la distancia de medición y otros factores, la precisión puede disminuir a ± 3db. los usuarios deben seleccionar el instrumento adecuado de acuerdo con el escenario (como el modelo de micrófono doble seleccionado por la investigación científica, el modelo portátil seleccionado por la industria) y garantizar la fiabilidad de la medición a través de calibraciones periódicas y correcciones de errores. Las últimas tecnologías de matriz y algoritmos inteligentes están impulsando el desarrollo de una mayor precisión (como ± 0,3 db) para satisfacer las necesidades de análisis de fuentes de ruido de precisión en aeroespacial, vehículos de nueva energía y otros campos.