【科技故事】走进基准故事:1kHz~50kHz空气声自由场互易法声压基准装置

学术   2024-05-30 21:05   四川  

NIMTT

走进基准故事

1kHz~50kHz空气声自由场互易法声压基准装置

三线建设时期,中国测试技术研究院作为保存备用国家基准、标准和开展尖端测试技术研究的第二基地,始建于大邑县鹤鸣山。

建院以来,共建立和保存了涉及几何量(长度)、热工(温度)、力学、电磁、无线电、时间与频率、光学、化学、声学、电离辐射等十大计量领域的国家基准、副基准36项,占全国现有总数的1/5,是国家量值传递和溯源体系的重要组成部分。




1kHz~50kHz空气声自由场互易法声压基准装置是我国空气声自由场声压量值溯源的源头,广泛应用于机电产品辐射声功率的测量、电声和通讯产品的声质量测量和企业职业卫生保护的声暴露测量等领域。



1kHz~50kHz空气声自由场互易法声压基准装置

测量范围(频率):1 kHz~50 kHz

测量不确定度(自由场灵敏度级):1 kHz~25 kHz:U=0.2 dB;>25 kHz~50 kHz:U=0.5 dB(k=2)


该装置由南京大学陶擎天老师、我院段贵荣老师牵头于1986年建立现保存于中国测试技术研究院声学研究所,是国内唯一的空气声自由场声压基准,体现最高测量能力,是声学计量研究的核心内容,是保障声压量值准确、可靠、统一、国际互认的重要技术支撑,是国家质量基础设施的核心要素。




基准负责人说基准:基准由哪些部分组成?



建立之初,该装置的测量范围为1kHz~20kHz,测量不确定度为0.3dB。基准项目团队研究了电容传声器阻抗特性匹配技术、时域选波技术和传声器声中心测量技术,实现了电转移阻抗和传声器声中心位置精准测量,使得空气声自由场声压基准频率范围突破20kHz,并且填补了20kHz~50kHz内自由场声压量值复现空白,解决了声学计量器具在宽频带内的量值溯源问题。


1kHz~50kHz空气声自由场互易法声压基准

装置维护团队

(从左至右:康小东、李旭巍、尹永钊、鄂治群、

陈林、孙磊、汤晓)


该基准与丹麦国家计量院(DFM)进行了实验室间比对,比对结果等效一致,其测量范围和不确定度达到国际先进水平,供给质量显著提升,其测量能力已传递至航天航空、国防军工、环境保护、贸易交接、医疗卫生、民生保障等各领域。

1kHz~50kHz空气声自由场互易法声压基准为我国测量传声器、声级计的研制生产提供了量值溯源服务,有力推动了我国噪声测量仪器的发展。


飞机研制过程中噪声测量所用的测量传声器,其灵敏度、动态范围和频率响应可直接溯源至自由场声压基准。


空调生产检测中噪声辐射声功率检测用测量传声器和仪器、电视机及其它视听设备的声学指标测试设备最终均溯源到国家声压基准。


随着科学技术的进步发展,超声频段的声学计量器具应用场景逐渐增多,基准项目团队下一步将努力实现50kHz~100kHz的声压量值复现能力,为超声计量器具提供量值传递服务。


中国测试研究院声学研究所【供稿】

《中国测试》杂志社【编排】


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