声级计频率响应的自动测量

一、各种声级计的频响测量

在校准完毕后，该系统就可用校准过的声源来分频段地测量声级计的声信号频响。对没有电输出的声级计和有各种方式电输出的声级计，系统要进行不同的操作，其测量的准确度也有所差异。

(1)有RS232输出口的声级计

对这种声级计测量时，其RS232输出端与主机的“串行口”连接。并在系统软件中设定声级计的电信号输出形式为“RS232”。在声级计上选定需要检测的频率计权(如A计权、C计权、Z计权等)和测量量程。在测量低频段10—500Hz的频响时，将声级计的测试传声器插入到已校准的耦合腔内，开始扫频(低频段10—500Hz)，声级计将数字信号发送到系统主机的RS232串行口。这些数据就是该声级计在低频段各频率点参考声压级下的对应读数，即低频段频响，并在屏幕上显示频响曲线。该曲线可作为一个文件存盘。

同样，在测500—20000Hz的频响时，将声级计的测试传卢器固定到自由场中原标准传声器的位置，开始扫频(500~20000Hz)，声级计将数字信号发送到系统主机的RS232串行口。这些数据就是该声级计在高频段各频率点参考声压级下的对应读数，即高频段频响，并在屏幕上显示频响曲线，将该曲线作为另一个文件存盘。在这个测试过程中，声级计从RS232口发送的数据与声级计显示的瞬时声级是一样的，所以系统测量到的频响与声级计显示的结果应该一样。

(2)有直流输出口的声级计

对这种声级计测量时，其直流输出口与主机的“直流输入”连接。并且在系统软件中设定声级计的电信号输出形式为“直流输出”，并设定直流电压与分贝的对应关系“mV/dB”。同(1)操作，声级计的直流电信号输出到系统主机的模数转换器的模拟输入端，主机在模数转换器数字端口读取直流电压对应的数据。这些数据就是该声级计在低频段或高频段各频率点参考声压级下的对应读数，即低频段或高频段频响，并在屏幕上显示频响曲线，并将该曲线作为一个文件存盘。

在这个测试过程中，声级计输出的直流电压与声级计显示的瞬时声级是一致的，所以系统测量到的频响与声级计显示的结果应该一致。但2个模数转换器(声级计中和主机中)之间的差异将影响测量结果与声级计显示的瞬时声级的差异。

(3)有交流输出口的声级计

在测量时，其交流输出口与主机的“交流输入”连接。并在系统软件中设定声级计的电信号输出形式为“交流输出”。同(1)操作，声级计将交流电信号输出到系统主机的对数有效值检波器输入端，再经模数转换为数字信号由计算机读取。这些数据对应声级计输出的交流电压有效值相对的分贝数。由于声级计的交流输出没有经过声级计的直流检波器，所以这些数据与声级计实际显示的瞬时声级存在声级计检波器频响的差异，一般要经过修正才会与声级计的实际示数一致(该系统提供了频响修正功能)。系统在屏幕上显示修正后的低频段或高频段频响曲线。将该曲线作为一个文件存盘。

(4)没有电输出口的声级计

对这种声级计，首先在声级计上选定需要检测的频率计权(如A计权、C计权、Z计权等)和测量量程。在测10—500Hz的频响时，将声级计的测试传声器插入已校准的耦合腔内，按1/12倍频程方式逐点输出测试频率(10~500Hz)，人工记录各测试频率下声级计的声压级读数。这样就可得到该声级计在低频段各频率点参考声压级下的对应读数，即低频段频响。

同样，在测量500—20000Hz的频响时，将声级计的测试传声器固定到自由场中原标准传声器的位置，逐点输出测试频率(500~20000Hz)人工记录各测试频率下声级计的声压级读数(如果声级计放在消声室内则通过监视器读数)。这样就可得到该声级计在高频段各频率点参考声压级下对应读数，即高频段频响。

在这个测试过程中，虽然测量结果需要人工记录，整个过程没有以上几种有电输出的声级计的测量方便快捷。但与传统的信号发生器和测量放大器组合测量方法相比，由于该系统能保持声源声压在不同频率时恒定不变，因此，不需要反复更换标准传声器与声级计，也不需要反复调节信号发生器的输出，操作人员也可节省不少时间精力。

综上所述，使用该系统后，能大大提高对各种类型的声级计的声信号频率响应检定的效率。特别对于有电输出的声级计不需要人工记录其读数，其中有RS232输出的声级计只要数据通信正确，测到的结果会与人工读数完全一样。由于系统采用了高精度12bit的模数转换器，故对于有直流电输出的声级计，只要准确设定声级计直流电输出与指示声级的对应关系，测量到的结果会与该声级计显示的瞬时声级十分一致。同样，通过对声级计的检波电路频率响应的修正，对有交流电输出的声级计的测量结果也会与该声级计显示的瞬时声级比较一致。对于有多种电输出方式的声级计，建议shou选RS232输出来进行测量。

二、使用静电激励器测量声级计频响

除以上描述的声级计频响检定方法外，该系统提供另一种方法——用静电激励器来检定声级计频响。对于声级计的生产制造厂家，这种方法更加简便适用。在标准SJ/T10725-1996《测试电容传声器主要性能测量方法》中提供了测试电容传声器的声压灵敏度频率响应及自由场灵敏度频率响应的测量方法。其中规定声压灵敏度频率响应用静电激励器来测量，而自由场灵敏度频率响应的测量可使用叠加法，“在被测传声器声压频率响应上，逐个频率叠加该型号传声器典型的自由场修正值，即为自由场频率响应”。该系统正是根据这一点来实现用静电激励器检定声级计频响这一功能。

测量前预先将声级计配用的测试传声器的自由场修正值输入并储存。与上一节介绍的一样，声级计做好预先的设置准备及连接，调节系统信号源的输出使声级计的瞬时声级读数为参考声级。在测量时只测声级计在声压场下的频响(即声级计在静电激励器信号激励下的频响)。

对于有电信号输出的声级计，系统通过声级计的输出信号得到与该声级计显示的瞬时声级对应的数值(声压频响)，然后自动给予修正，同时输出(显示)自由场的频响。

对于没有电信号输出的声级计，系统逐点输出测试频率，人工记录各测试频率下声级计的声压级读数，即声级计在声压场下的频响。然后逐个频率叠加该声级计配套传声器典型的自由场修正值，即为该声级计自由场频率响应。

使用这种方法可大大提高声级计频晌的检定速度。但对于每一种传声器，计量部门在首次检定时应测试论证由制造厂家提供的自由场修正值是否合适。