[发明专利]探针式麦克风的校准装置及方法

说明书

本发明实施例提供了一种探针式麦克风的校准装置及方法，校准装置包括信号产生模块、数据采集及处理模块、主导声管、长支导声管、短支导声管和探针。主导声管、长支导声管、短支导声管和探针形成声信号的传播通道，且均使声信号以特定频率的平面波的形式进行传播。其中，每个待测麦克风安装孔均有一个对应的标准麦克风安装孔，每一对对应的待测麦克风安装孔和标准麦克风安装孔相对于主导声管的轴线的距离相等。数据采集及处理模块得到待测麦克风的灵敏度，并根据标准麦克风测得的相位和待测麦克风测得的相位得到两者的相位差。本发明实施例的校准装置可以同时对探针式麦克风的灵敏度和相位进行校准。

技术领域

本发明实施例涉及声学测量技术领域，尤其涉及一种探针式麦克风的校准装置及方法。

背景技术

麦克风是一种将声信号转换为声频电信号的换能器，在航空声学、建筑声学、环境声学等诸多领域中广泛使用，使用麦克风来获取声学数据已成为一种标准的测量技术。

随着噪声控制工程的发展和测量技术的进步，需要的麦克风数量越来越多。目前国内外进行声模态分解和声阻抗提取的实验研究中，均须在管道壁面安装大量麦克风对声场进行测量。因此麦克风的测量精度尤为重要。不同麦克风在不同频率下的相位响应并不相同，尤其是不同厂家、不同批次或不同型号的麦克风之间的相位匹配并不一致，这对于需要相位匹配的测量将会产生较大误差。做声学测试前应该测量和评估麦克风在各种压力和温度等环境条件下的幅频特性和相频特性。

目前对麦克风特性的校准包括灵敏度校准和相位校准。灵敏度校准方法是：先使待测麦克风与活塞发声器耦合，接通活塞发声器的电源，使它在麦克风的膜片前产生一个恒定的声压。这时麦克风的输出经放大器放大后，可以用电压表来测量给定声压级时的输出电压。然后断开活塞发声器，将和活塞发声器产生的声压频率相同的电压串接入麦克风极头的输出端，调节电压大小以获得相同的输出电压，这时麦克风在该频率的灵敏度就是串接的电压和所加声压的比值。相位校准方法是：根据在自由声场条件下标准麦克风与待测麦克风的时间差来确定两者的相位差。

对于使用麦克风数量较多的实验，传统方法有以下缺点：

1、只能分别校准麦克风的灵敏度或相位，无法同时对这两者进行校准，校准效率低，若要进行大量麦克风的校准会耗费不少时间。

2、消耗时间过长可能致使校准和实验测量时的实验条件(温度、湿度等)变化，从而导致麦克风的灵敏度改变。另外，在单频下进行灵敏度校准要求麦克风的频响有非常好的线性度，这样才能使用单个频率的灵敏度作为整个频率范围内的灵敏度使用，如果想要使用频响曲线不够平直的传声器，需要在多个频率点下进行校准，但标准声源的校准频率不能任意选择。

3、由于灵敏度校准和相位校准的原理不同，需要两套不同的校准装置，成本较高。

4、为了消除环境噪声及管口声反射的影响，需要在自由声场中进行相位校准。为了给声学测试提供一个自由场空间，需要建设消声室，而消声室造价高、施工复杂。此外，消声室一旦建成就无法移动，当需要进行外场测量时，无法在现场及时地校准麦克风的相位。

发明内容

为了解决或者缓解至少一个上述技术问题，本发明实施例提供了一种探针式麦克风的校准装置及方法，可以同时对探针式麦克风的灵敏度和相位进行校准。

本发明实施例的一个方面，一种探针式麦克风的校准装置，包括信号产生模块、数据采集及处理模块、主导声管、长支导声管、短支导声管和探针；

所述信号产生模块用于产生特定频率的电信号，并把所述电信号转变为相应的声信号；