JJG 790-92 标准电容传声器检定规程.pdf

中 华 人 民 共 和 国 国家 计 量 检 定 规 程J J G 7 9 0 - 9 2标准电容传声器1 9 9 2年6月 1 5 8 批准1 9 9 2 年 1 2月1日实施国 家 技 嘴 之监 督 局目录一概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .( 1 )二技术要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )三检定条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )四 检 定 项目 和 检 定 方 法 ” ，. ， :. c a 五检定结果的处理及检定周期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s )附录 附 录1各 修 正 项 的 计 算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ” 一( 6 ) 附录 2 检定证书格式 ( 背面) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 3 )、备毒备备 标准电容传声器检定规程， 全V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f S t a n d a r d , 今 C o n d e n s e r Mi c r o p h o n e s全. 月 卜 . 月 卜 . 今 刊卜 . 阅 卜 曰卜 . 令 N卜 J J G 7 9 0 - 9 2、 扣，如一扣和积今 . 扩 木检定规程经国家技术监 督 局 于 1 9 9 2 年 6月 巧 日批准，并自1 9 9 2 年 1 2月 1H起施行.归口单位: 中国计量科学研究院纪草单位: 中国计量科学研究院 湖北省计量检定所本规程技术条文由 起草单位负责解释。本班 程主要 起草人. 张美峨 时根火 参加 妃草人。 陈剑林 黄强 潘月吾 江汉吞( 中国计量 科学研究院)( 湖北省计蚤 检定所)( 中国计量科学研究院)( 中国计t科学研究院)( 机电部第三研究所)( 中国计摄科学研究院)1 M 7 9 0 -9 2共”页 第1 贯标准电容传声 器检定 规程 本规程 适用于新制 造、 使用中直径为0 2 3 . 7 7 m m 、 极化电 压为2 0 0 V的标准电容传声器的藕合腔互易法检定。 一概述 电 容传声器是一种靠电 容量变化而起声电 换能作用的传声器。标准电 容传声器具有良 好的稳定性， 其灵敏度可用绝对法校准， 以 提高其准确度.本规程采用兰只传声器藕合 腔互 易法检定 标准电 容传声器，将 三只线性、无源、可逆的传声器用祸合腔依次 两两韧合在一起，分别测出每对 伶声器的电转移阻抗，得出 灵敏度乘积，然后导出 每个传声器的开路声压灵敏度级，二技 术要求开路声压灵敏度级 一 2 6 t 2 d B ( 2 5 0 H z ，以1 V / P a 为0 d B ) . 、 2 声压灵敏度级颇率响应 1 0 8 0 0 0 H z : 士 2 d B ( 以 2 5 0 H z 为 参 考， 周 期 检 定 在5 0 - 2 0 0 6H z范围内进行) 。 3稳定 度 优于t 0 . 0 5 d B ( 2 5 0 Hz ，检定周期内) . 三检 定 条 件 ( 一)检之用设备 4 互易校准仪 或功能相当的 设备 指示表准确度优于士 。 . 0 0 2 d B ,衰减器准 确度优子1 0 . 0 0 5 d B ,极 化电压为2 0 0 V ，其稳定度优于士 1 0 m V( 检 定期间) 。 弓 高阻抗直流电压衰 输 入阻 抗 大 于1 0 n , 准 确 度 优于 士 。 . 0 2 5 % ,共1 3 页第2贾J J C 7 9 0 -9 2 6 正弦信号发生器 在所需要的频率范围内，谐波 失真 小于0 . 0 1 5 %, 频率准确度优于士0 . 1 %. 7 带通滤波器 符合国家标准 G B 3 2 4 1 -3 2 声和振动分析用的1 / 1和1 / 3倍频程滤波器的要求. 8 前置放大器 具有插入电 压校准 功能，噪 声小于3 w V ( A ) . ， 藕合腔 结构和尺寸符合I E C 3 2 7 标准 的2 0 C m 祸合腔， 1 0 温度计 准确度优于士0 . 1 0G . 1 l 水银气压计 准确度优于士 。 . 0 5 %. 1 2 湿度计 准确度优于士 1 % . ( 二 )检定环晚条 件 温度:1 8 -2 6 C 气 压:9 4 . 0 1 0 3 . 0 k P a 相对湿度:4 5 - 7 5 % 环境噪声.祸合腔内信噪比大于 3 0 d B . ( 三)参考环境条 件 温度:2 3 ,C 气压:1 0 1 . 3 2 5 k P a 相对湿度:5 0 %. 四检定项目和检定方法 1 3 外观检查 被检标准电容传声器应当具有明确的标志 ( 包括塑号、序号、生产厂等) ，外观无损伤、 膜片无污 染、 腐蚀，J J G 7 9 0 -9 2共1 3页第 3页1 4 开路声压灵敏度级的枪定1 4 . 1检定装置示意图见图1 . 极 化 电 压 1 4 . 2装置预热4 0 m i n以 后， 进行系 统自 校。 1 4 . 3极化电压的测量 用高阻 抗直流电压表在传声器 极头处测量极化电压并调整到2 0 0 V ，也可以 在互易校准仪极化电 压输出 插孔处测量 。 1 4 . 4灵敏度乘积测量 首先，将传声器1 作为发 射传声 器、传声器2 作为接收传声器，分别安装在发射底座及前置放大器上， 用2 0 C m 祸合腔 将其祸合， 祸合腔可以 不使用毛细管而用专用钢针PE 塞( 若使用毛细管， 计算最终灵敏度时进行毛细管修正) 。将信号发生器濒率调 至 2 5 0 H z ,输出电压调至8 V左右，待系统稳定 5 mi n后，反复调节互易校准仪各功能旋钮直至最佳状态，读出 灵敏度乘积L: 并记录在专用表 格上 。然后 保持发射传声器 1 不变，将接收传声器 2 取下，换上 传声器 3 ,按上面共1 3 贞第4页J a c 7 9 0 - - s 2的程序测出 灵敏度乘积L i s ;最后 保持接收传声器3 不变，将发射传声器 1 换成传声器 2 ,测出灵敏度乘积 L s s .在L, s测量前和L s s 测量后，应分别读取 温度、气 压、 相对湿度值，取其平均值作为检定期间的环境条件 .必 要时，将发 射传声器和接收传 声器互换，重复上述步骤。 灵敏度乘积测量应重复进行三次。 1 4 , 5开路声压灵敏度级的计算 由于互易校准仪内部已经根据互易原理对部分参数进行了预置，因此开路声压灵敏度级可按下式进行计算:M o i = - 2 3 , 0 0 。 一 夸(L i s + L , s - L s s) + 1 0 1g A H+ 1 0 1 g A P s + 1 0 1 g A C + 1 0 1 g A r + O W + K Y ,+AH .+AT. ( d B) ( 1 )城 : 二一2 3 , 0 0 0 一( Li s +L. : 一L, : )+ 1 0 1 g AH+ 1 0 1 g A P . +1 0 1 g A C+1 0 l g A r + A W + Kv ,+AP m+AT, ( d B ) ( 2 )M P 3 = 一 ， 3 , 0 0 。 一 专( L , ， + L s 3 一 L) + ， 。 1 g A H +1 0 1 9 Ap , +1 0 1 9 A C+1 01 S A r + A W + K v s + A P m+A T m ( d B ) ( 3 )式中 岭 1 , M c s , My s 分别是传声器1 , 2 , 3 的开路声压灵敏 度级 ( d B ) ; - 2 3 , 0 0 0 -合腔内为空气 介质时的参考值 ( d B ) ; 1 0 坛 A H -祸合腔的热传导修正 ( d B ) ， 见附录1 表 1 ; 1 0 1 g A p . 大气压引 起藕合腔阻抗变 化的修正 ( d B ) , 见附录 1 ; x 0 S A C - M于 祸合 腔内 、 外 压 力 均 衡的毛 细 管 修 正J J G 7 8 0 -g 2共1 3 页 第5 页 ( d B ) ，见附录 1表2 ; 1 0 l g A r 比热比修正 ( d B ) ， 见附录1 图1 3 K v i , K v x , K v e 分别是传声器 1 , 2 , 3 的前腔及等效体积 修正 ( d B ) ，见附录 1 s O W-合腔波动修正 ( d B ) , 见附录1 表3 ; AP. 将检定环境条件下的灵敏 度级修正到参考 条件下的灵敏度级时的气压修正值( d B ) , 见附录幻 T M 将检定环境条件下的灵敏度级， 修正到参 考条件下的灵敏度级时的温度修 正值 ( d B ) ，见附录 1 . 1 4 . 6根据1 4 . 4 款的测量结果，按 1 4 . 5 款的 公式分别 计算出 每次 的 开 路 声 压 灵 敏 度 &, 枣 某算 术 平 均值 作 为 标 准 传 声 器 的 开 路 声 压灵敏度级。 1 5 声压灵敏度级频率响应的 检定 在5 0 -2 0 0 0 H z 频率范围内， 按1 / 3 倍频程中 心频率 ( 或根据需要)改变信号发生器的频率，重复 1 4 条的程序，测量 出各个频率点七 的开路声压灵敏度级，即可得 到标准电容传 声器的声压灵敏度级频率响应。 1 6 稳定度的检定 将测得的开路声压灵敏度级与上次的检定结果进行比 较，应满足第3 条要求。 五检定结果的处理及检定周期 1 7 首次检定发给测试结果通知书 。周期 检定时， 经检定合格并符合第3 条规定的标准电 容传声器发给 检定证书， 不合格的 发给 检定结果通知书。 1 8 标准电容传声器的检定周期一般为2 年。共13贝第 6页J J G7 9 O 一9 2附录附录 ， 各修正项的计算 1 。 1祸合腔热传导修正 祸合 腔声阻抗的 计算公式是在假定腔内处于绝热状态的前提下导出的，实际上，腔壁上存在热传导效应，必 须进行热传导修正。对于20c 。 “ 祸合腔，修正值见表 1.血1热传导修正颇牢 ( 】 王 2 )5063891001 里1 6 0Z OQ25031 1 0 1 9 八 H( d B )0 . 0 8 00 . 0 7 10 . 0 6 3 0 . 0 5 70 . 0 石 1 0 . 0 4 0 一 0 4 0 0. 0 3 60 . 0 3 2频率 ( 】七 ) 0 0.l 50 0一一6 30 一一 ， 。， 1 0 0 01 2501 6002 00 0nn， 炙no ， ，0. 0180 。 9 1 60. 0140 . 0 1 3 1 。 2大气压力引起祸合腔阻扰变化的修正 由于祸合腔的声阻抗与大气压力有关，因此必须进行修正，其计算公式为1 0 1 名 p : =士 01 名1 0 1. 3 2 5 p .( d s )( 1 )式中P.检定期间气压值 (kP a)。 1 . 3毛 细管修正 检定时，可以不使用毛细管而用专用钢针将 均压孔堵塞，此时毛细管修正值为。 .当 使用长 度为印m m 、内径为。 . 3 3 5 m m的两根毛细 管时，对 于20c m 吕 祸合腔，其修正值见表2. 1 . 4比热比修正 比热比修正见图1.J J G 7 9 0 一9 2共招页第，页裹2毛 细 ， 修 正雍 杯 殊 一侧 侧 一艺拓 本( H z ) 0 01 5 0 01 6 3 01 8 0 0O Q 0 l I2 5 O1 0 1 9 C ( d B )一 。 。 。 。 峨 1 一 。 。 。 0 3 一 。 . 0 o 2 1 一。 . 0 0 ， 卜 0 . o 0 2 1。1 0 1 0 9 八 ，目 沪/ 尸 一/ 产 /尸 产一 户 一尹沙 /尸尸尹一户 产洲 沪， 一 一护户一尸一洲 沪 /尸/! 目产 产 一产一 尹行 一创洲 户尸 洲 护 一洲J户 口 口 户州一一一 产 /沪沪声 产一产尹一匕二一一 一一一 尸 产一一一 一扮一 _ 一 ， 一 . 户 沪一 种 一 .巴尸 尸 声声 一尸一 一一 一二二尸一声 月 扮训洲 尸一尸 吧 二二二 三二三 二 二卜一 一一 州1 . 一 .函石刁.一户 户 户 川 一户 一 分甘一 尸护门LL一一一川1一口 户户洲r一1 一 ，口 ，. ， l1月!丢 三 二二 二二一 一一户 口， 朴一， 一 一 户 口种 一 ， 团 一 一一. 口口 ， 目 .一 曰卜一一 一l一 一 一 一一l几公 一目 . .口 目 一 1相对湿度( 乡 )图11 。 弓祸合腔波动修正使用 2 oc m“ 偶合腔，其波动修正值见表3.1 . 6等效体积修正共1 3 灭 第8 贡MG1 9 0 -9 2表3波 动 修 正M A P ( H z ) 一A W ( d B )令一令一 80 Iu 一频率 ( H z )2 0 0 I 2 6 0 1 3 1 6 I 4 0 0一5 0 0 I 6 3 0A W ( d B )- 0 .00 1- 0 . 0 0 2 I - 0 . 0 0 3 I - 0 . 0 0 4频 书 ( H Z ) 8 0 0 1的0 1 2 5 0 1 6 0 0 2 0 0 0A W ( d B ) 一 0 . 0 1 1 1 - 0 . 0 2 2 ! -0 . 0 2 7 一。 . 0 5 7 一 。 . 0 8 1 在灵敏度计算公式中， 参考值选择使用的是标准 传声器的标称前腔体积和标称等效体积，而实际上每个传声器的前腔体积和等效体积是不同的，因此必须测出每个传声器的等效体积和前腔体 积之和，然后进行修正.方法如下: 首先使用1 c m , 祸合腔， 按照1 4 . 4 款叙述的方法， 用互易 校准仪测出2 5 0 - v 5 0 0 H z 之间 任一频率点上由 传声器 1 发射、2 接收，1 发射、3 接收和2 发射、 3 接收时的灵敏度乘积L i s , L 1 s , L s s ;然后，在I c m , 祸 合 腔中 加 入已 知 体 积 的 环， 测 量出 相 应 的 灵 敏 度 乘 积 L t s ,L 4 s , L s s l最后，按下式计算出每个传声器的等效体积修正值: Kvi 二Kv i z+Kv l :一Kv s s ( 2 ) K v s = Kv l s +K v s : 一 Kv i s ( 3 ) K v s =K v , s + Kv s : 一Kv 1 = ( 4 )式中 K v s , K v s , K v s分别 是标准传声器1 , 2 , 3 的等效体积 修正值 ( d B ) .K v t : 二1 0 1 8K v 1 : 二1 o 1 8V . + K (丁 V RF iz - 1 一 V c ) 一 V ) 一 Vo o1 m + I 下 V R t F ia - 1 - V C ) 一 V 一- 一V a 。 二-一 一( 5 )( G )J J G 7 9 0 - 9 2共1 3 页第 9贫K V 2 2 =1 0 I 8V m + K ( VRF, : 一1一 V o ) 一 V 一V. . .式中V . -2 0 c m 藕合腔的实际体积 出厂数据表得到， V a - 1 c m 6 祸合腔的实际体积 厂数据表得到， ( 7 )( C -1 ) .可以 通过精测或查( C M S ) ，可以通过精测或查出V 一环的体积 ( C M S ) ，可以通过精侧或查 出厂数据表得 到，V n c . 一 标称体积1 9 . 8 9 8 c m sF, ， 一1 0, L I I L If( 8 )F, . 二1 0( L I I ,. L I i ( 丛 云 ， 匕 )F. , - 1 0( 9 )( 1 0 )K, A V , 的值由表a给出。裹4K, AV,巴 的值拓申 ( H z )25 0st肠. 00石 00K1 . 0 0 7 11 . 0 0 6 吕1. 005 已， . 0 0 伟.AV ( c m 3 )0 . 0 2 5 ! 5二 0 空 2，0 . 0 2 0，Q . 0 1 8.E ( C m3 )0 . 0 0 2旧0 . 0 0 210. 001 80. 001 f 等效体和和前腔体积之和的测量也可以使用一个二孔韧合腔和多个体积已知的禅拟体测得。藕合腔的一 个孔安装犬射传声器柞声源，个孔安 装监视传声器，一个孔依次安 装被测传声器及模拟体，通过i t ? 3 I i l了 ! ) r lJ J G 7 0 0 -9 ?监视传声器测最v内声压，利用内插法求得被测传声器等效体识与前腔体积之和，最后按下式计算等效体积修正.K v l z = 1 0 1g V + ( V V .。 ， + V. . )( 1 1 )Kvl : 二1 0 1 gV m 土( V . 1 生 V=8 ) ( 1 2 ) Vu o m、 一 K v , . = 1 0 I g VV 竺 + 卫 . z 旦 玉 立( 1 3 ) y a. n ,式中 V . 1 . V . z . V . : -分别是传声 器1 , 2 , 3 的等效体积和前 腔 体积之和。 1 . 7传声器灵敏度气压修正 传声器灵 敏度与 气压 有关，检定结果 需要修正到参考气压( 1 0 1 . 3 2 5 k P a )下，修正公式如下: OP. = x , ( 1 0 1 . 3 2 5 一P . ) ( d B ) ( 1 4 )式中 -7 p ft 声器灵敏度R力系 教 ( d B / k P a ) 1 P .检定期间的气压值 ( k P a ) . 几种标准电容传 声器的压力系数见表5 和表6 .班 54 1 6 0型传声器的压力寨数., 1 ON (HZ) o 69 - I au 卜 lU0 - 25 I 160 a , ( d B / k P a ) 卜0 . 0 1 6 1 一 。 . 0 1 6 ， 一 。 . 0 1 6 ，- 0 . 0 1 6 一 。 . 0 1 6 ， 卜0 . 0 1 8 ，. 一牛 一一 二 a . ( d B / k P a ) 一 。 . 0 1 6 ! - 0 . 0 1 6 一 “ “ 。 - 0.01 6 1- 0.01 6 1837-0.016 I颇 率 ( H T )80 0】 00 0 一1 。 。 。 I一a v ( d B i k P . )仁 。 二 。 “ 一 0 . 0 1 6 1一 0 . 11 1 6 0 一 。 . 0 1 5 2一 0 . 0 1 4 4J J C 7 9 0 一9 2共1 3 页第1 1 贾裹 6妇4 4 翌传声器压力系教一l已 . ( d B 八 P a 1 一 。 . 。 才 嘴一 0o 0 1 峪三 三 亘一三 二 二。 ， ( d B / k F ， ， )1一二。 月 一 任临内 ( H7 )口 . ( d B /kP a )一粤一耳一8口1 习口一 盆1 60一 0 。 0 1 峪一 0 . 幻J 4一 0.0奋 咭一 Q.01 431 40 0500巴，0一0 。 0 1 4一一一 一 0. 0 下 硕一0 . 0 生 .一 0.口 141 好Q e2 00 口 一裹74 飞 e o型传声器的谧度系致姻 串 ( n 王 ) 0口 r糕一盒一孺恩一偏号黑巫 歹二 二 口 : 。 娜) 一 。 。 。 2 we o. 092 ，se o 0 0 26 1一 0 一 O Q g 宝衰 Sd 1 4 4 型传声器的通度系橄领 串 H Z )。 ， 、 d B ， )6 0鹅，80一 。 。: ! 一 。 。 。 : 一 。 。 。 3巫歹一 二二 一诬 三三 二a ， d B)1一0 。 。 ， 一 0O 0 ， 一一 。 0 ，1 00，2 51 已0一0 。 0 0 5一 。 “ 0 3!一 9 .右 03哆 0口卜 0心弓 ，0巫 画 二 一二 三 二 三 一一三二 一气( 。 价 ) 一 。 。 . 一 。 . O 0 一 。 。 。 5互. O Q200 日一 9 . 0 0 6一 0 . 口 口 下典1 3 贡 第1 2 贾1 3 07 9 0 - - 9 2 1 . s传声器灵敏度温度修正 传声 器灵敏度与温度有关， 检定结果需 要修正到参考温度条件 ( 2 3 0C )下 。修正公式如下. A T M = a T ( 2 3 一 T ) ( d $ ) ( 1 5 )式中 a T -传声器灵敏度温度系数 ( d B / C ) t T 一检定期间温度值 ( ) . 几种标准电 容传 声器的 温度系数 见表7 和衷8 ,刀G7 9 0 -9 2共1 3 页 第玲贾附录 2检定证书格式 ( 背面 )一、外观检查._二、开路声压灵敏度级:_一d B ( 2 5 0 H z ,参考1 V / P a )三、声压灵敏度级频率响应:三 一 二二卜一卜一 二 一二一 二 开 路 声 压 灵 敏 度 级 ( d B ) !频帘 ( Hz )2 0025 031 5a 00So o6 30开路 声压 灵敏度级 ( d B )频 率 ( H z )800t 0001 250l已 0 02 goo开路 声压灵敏 度级 ( d B )四、稳定度:检定环境条件:温度:气压: _ _ k P a相刘湿度:_0 o备i t s P 次送检需带此证书