水声工程学院教案

声学测量主讲教师：陈洪娟授课学时：32教学目的声学测量课程是水声工程专业本科学生在校接触的唯一一门声学方面的测量课程，本课程以有关声学测量理论为基础，讲解声学测量中相关的基本测量与计量规定和标准，主要是指导学生如何参与实际动手操作过程，介绍实际测量方法与注意事项，为日后的科研工作打下坚实的基础，使学生在毕业设计之前先期感受一下科研工作的氛围，使学生在实际动手过程中体会理论与实际相结合的真谛，希望通过本课程使学生能够较好地将本科阶段学过的相关课程的理论知识充分融会贯通，达到锻炼动手与动脑的目的。第一章声学测量的基本问题第二章声学测量换能器第三章水声测量第四章振动与噪声测量第五章水声无源材料声学性能的测量第六章矢量声学测量技术第一章声学测量的基本问题一.绪论二.基本预备知识三.声学量的级及其基准值四.一般的测量系统一.绪论1、声学测量技术的发展状况2、声学测量的内容3、声学测量的特点4、参考文献瑞利克拉尼赫姆霍兹贝尔声学测量技术的发展状况声音盲区深海通道水中声速测量声学测量技术的发展状况声学测量技术的发展状况声学测量技术的发展状况声学测量技术的发展状况声学测量的内容*声源特性研究*媒质特性研究*声波发射与接收的研究*测量方法与手段的研究*声学设备的研究声学测量的特点*环境因素影响大*测量信号复杂*测量空间多样*测量精度低、量值传递误差大*测量频域范围宽*外场实验困难*测量结果多用分贝表示参考文献*《水声计量技术》郑士杰*《水下电声测量技术》阎福旺*《声学测量实验》贾志富*俄罗斯声学杂志•TheJournaloftheAcousticalSocietyofAmerican•TheJournalofSoundandVibration•ACTAAcustica•JournalofComputationalAcoustics•JournaloftheAudioEngineeringSociety•InternationalJournalofAcousticsandVibration•BuildingAcoustics•声学学报•应用声学•振动工程学报•振动与冲击•电声技术•声学技术参考文献•美国MIT媒体实验室•2、美国宾州大学声学与振动研究中心•3、美国贝尔实验室下属的多媒体通信研究室•4、丹麦科技大学声学技术系•5、英国利物浦大学声学研究单元•6、英国南安普顿声和振动研究所（ISVR）•7、丹麦奥尔堡（Aalborg）大学声学系•8、中国科学院声学研究所•9、中国南京大学声学研究所•10、中国同济大学声学研究所•11、上海交通大学振动、冲击、噪声国家重点实验室•12、南京航空航天大学空气动力研究所•13、清华大学建筑声学•14、杭州应用声学研究所•15、哈尔滨工程大学水声学院•16、陕西师范大学应用声学研究所•17、中国西北工业大学环境工程研究所•18、其它声学机构参考文献二、基本预备知识1、基本概念2、声学基本物理量及其单位３、频程与倍频程1、基本概念*声速、振速、声压、声强、声功率、纵波、横波、行波、驻波、平面波、柱面波、球面波*水听器、水下声发射器、拾振器、传声器、声场、自由场、近场、远场、可听声、超声、次声、频程、倍频程、级、分贝2、声学基本物理量及其单位3.频程与倍频程（1）频程（2）倍频程（3）ISO规定（4）中心频率及倍频程滤波器nff212（1）频程•定义：又称为频带，将整个频率范围（视工作要求而定）分成的若干较小的频段，其单位称为倍频程。（2）倍频程•计量两个频率之间间隔或频带宽度的单位。（3）ISO规定a、1/1倍频程：n=1b、1/3倍频程：n=1/3c、十倍频程：d、三者之间的关系：212ff3/1122ff3,2,1,0,101012nffn三、声学量的级及其基准值1、定义2、表达式3、单位4、常用声学量的级及其基准值5、表示方法6、两个声压绝对值之比与其声压级差值的关系7、用分贝表示测量误差8、分贝加减法则９、结论1、定义一个声学量与其同类量的基准值之比的对数。2、表达式)(log0xxLrx声学量级的单位视对数底而定。(1)若取以10为底的常用对数，则其单位为“贝”（B）,但实际使用中常取其1/10作为级的单位，即分贝（dB）(dB)(2)若取以e为底的自然对数，则其单位为奈培（Np）3、单位4、常用声学量的级及其基准值（GB3238-82）声压级表达式为其中：为声压基准值，在空气中为20μPa，在水中为1μPa。声强级表达式为其中：为声强基准值，在水中为1pw/m2。接收灵敏度级表达式为其中：为接收灵敏度基准值，水中为1V/μPa，空气中为1V/Pa)/lg(200ppLp)/lg(100IILI)/lg(200MMLM)/lg(200ppLp0p0I0M例如，在空气中某一点声压级值为80dB，则记作L=80dB(0dB=20μPa或0dBre20μPa)5、表示方法6、两个声压绝对值之比与其声压级差值的关系百分比误差：1-测量值/真值（±）分贝误差：-20lg（测量值/真值）（±）如：*真值=1，测量值=0.99，测量值/真值=0.99百分比误差=0.01=1%，分贝误差=0.09=0.1dB*真值=1，测量值=1.01，测量值/真值=1.01百分比误差=-0.01=-1%，分贝误差=-0.09=-0.1dB7、用分贝表示测量误差分贝加减法则#自学内容1、测量系统框图2、一般仪器连接框图1、测量系统框图发射系统测量空间接收系统2、一般仪器连接框图测放滤波器处理器功放调制器信号源发射器接收器测量空间•结束1