摘要:一、自由场传声器378B02,用校准器CAL200的114dB档位进行校准,示波器峰值为695mV,那么此传声器的实际灵敏度为多少?
分享某高校用户在使用传声器的过程遇到的三个问题:
一、自由场传声器378B02,用校准器CAL200的114dB档位进行校准,示波器峰值为695mV,那么此传声器的实际灵敏度为多少?
自由场传声器378B02
传声器校准器CAL200
麦克风用于将采集的压力信号转换为易于采集的电信号。压力信号的常用单位是PA,但在实际使用中,我们更习惯用声压级(SPL)的dB来表示。压力信号Pa转换为分贝dB的公式为:
其中Pref 为健康人耳可以感知到的最小声压20μPa(0dB),Pressure (Pa) = Voltage (mV) / Sensitivity (mV/Pa).
那么此公式可以简化为:
rms 为电压有效值,S为传声器灵敏度。
回到此问题,两个已知条件,示波器峰值为695mV,校准器CAL200档位114dB,现需求解灵敏度S.
114dB对应的压力为10Pa(此为有效值),示波器峰值为695mV,则示波器有效值为695mV/1.414=491.53mv,则此传声器的实际灵敏度为:
S=491.53mV/10Pa=49.15mV/Pa.
此外,需要注意的是,该客户话筒的出厂校准灵敏度为50.39mv/pa,出厂灵敏度是在环境温度21℃、空气湿度35%、环境压力1005mbar下测量的(每个话筒的出厂校准环境不同,以校准报告为准)。但是,由于客户现场环境不同,建议在每次使用前校准麦克风。
对于一些专业采集软件,我们只需输入校准器的档位94db或114dB,软件会自动计算出麦克风的实际灵敏度。然而,对于一些使用示波器采集信号或自行开发数据采集的大学用户,应注意峰值和有效值的转换。
二、传声器灵敏度在什么范围内是正常的?
我们还是以378B02为例,此型号标称灵敏度为50mV/Pa,灵敏度(± 1.5 dB)为-26 dB re 1 V/Pa,其中的换算为:
然后我们认为灵敏度在-26db±1.5dB范围内是正常的,可以推断378b02的上限灵敏度为59.57mv/pa,下限灵敏度为42.17 mv/pa,因此378b02在42.17 mv/pa~59.57mv/pa范围内可以正常使用。如果不在此范围内,则需要检查麦克风是否损坏。
三、如果传声器不进行校准,实际结果影响有多大?
假设高速车辆的实际内部噪声为60dB(0.02pa),但未校准,则将标称灵敏度50mv/pa输入软件进行测试,但实际378b02灵敏度为42.17mv/pa(下限),则数据采集实际采集的电压值应为:
Vrms=0.02pa*42.17 mv/pa=0.8434mv,但由于软件接口灵敏度输入为50mv/pa,数据采集软件转换为DB的计算如下:
58.52db是数据采集软件接口的测试结果。可以看出,如果将实际灵敏度作为麦克风有效灵敏度的下限,测试结果与实际结果的差值为1.48db。如果将相应的实际灵敏度作为麦克风有效灵敏度的上限,则可以计算出测试结果与实际结果之间的差值为1.52db。因此,为了更准确地测量真实信号,建议在使用前校准麦克风。
以上为对该客户三个问题解答的分享,艾克赛普公司是美国PCB传感器合作伙伴,若您在使用传声器过程中还有其他问题的话,欢迎联系我们,将提供免费样机试用和更合适的测试解决方案。
来源:我可不太甜