駐波管法測(cè)吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

駐波管法測(cè)吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一 駐波管法測(cè)量吸聲材料垂直入射的吸聲系數(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼米杩构芊ǎv波比法）測(cè)量吸聲材料的吸聲系數(shù)、聲阻抗率的原理及操作方法。被測(cè)試件：海綿或腈綸毛氈二、實(shí)驗(yàn)要求1．了解阻抗管的結(jié)構(gòu)原理及功能。2．掌握AWA6122A駐波管測(cè)量吸聲材料的吸聲系數(shù)的程序。3 、實(shí)驗(yàn)過程和要求參照 GB/T18696.1-2004《聲學(xué) 阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測(cè)量 第一部分：駐波比法》。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境21．AWA6122A駐波管及測(cè)試軟件2．被測(cè)材料：海綿樣品或腈綸毛氈 大管直徑960㎜，小管直徑300㎜。3．信號(hào)輸出：（1）頻率范圍：100Hz～10kHz，頻率誤差<0.1%，±0.33Hz。2）信號(hào)源輸出電壓：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。3）頻率點(diǎn)：按1/96倍頻程可選。4．幅度測(cè)量：（1）頻率范圍：0.02～20kHz，頻響≤±0.2dB（以1kHz為基準(zhǔn)）。2）幅度范圍：35dB～+136dB。3）內(nèi)置頻率跟蹤1/3倍頻程帶通濾波器。5．使用環(huán)境：+10～+35℃，相對(duì)濕度小于70%。電源：50Hz，220V±10%。通用計(jì)算機(jī)及打印機(jī)聲級(jí)校準(zhǔn)器：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)裝置整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、顯示器、信號(hào)源、測(cè)量放大器、測(cè)試話筒等五部份組成。機(jī)內(nèi)自動(dòng)3進(jìn)行線路校正，性能相當(dāng)穩(wěn)定。能根據(jù)測(cè)量到的峰谷值計(jì)算吸聲系數(shù)值，并能顯示吸聲系數(shù)值與頻率刻度的坐標(biāo)曲線。儀器的輸出信號(hào)的頻率和幅度在規(guī)定范圍內(nèi)可自由設(shè)定。數(shù)據(jù)和曲線可以打印輸出。駐波管裝置如圖 1：L管(大管測(cè)低頻)：Ф96x1000(mm)頻率范圍：90Hz~2075HzS管(小管測(cè)高頻)：Ф30x350(mm) 頻率范圍：1500Hz~6641Hz圖1駐波管的結(jié)構(gòu)及測(cè)量裝置簡(jiǎn)圖2、測(cè)量?jī)?nèi)容測(cè)量海綿樣品腈綸毛氈的吸聲系數(shù)。43、實(shí)驗(yàn)原理吸聲系數(shù)是描述吸聲材料吸聲本領(lǐng)的物理量，它被定義為：被吸聲材料吸收的聲能和入射聲能之比，通常用符號(hào)a表示。駐波管主要部分是一根內(nèi)壁光滑，截面均勻的管子，管子的末端裝以被測(cè)材料的樣品，由揚(yáng)聲器向管子輻射的聲波在管中以平面波方式傳播，平面波在材料表面反射回來，其結(jié)果是在管中建立了駐波聲場(chǎng)，從材料表面算起管中出現(xiàn)了聲壓極大和極小的交替分布，利用可移動(dòng)的探管傳聲器接收，在測(cè)試儀器上測(cè)出聲壓極大與極小的聲級(jí)差（或極大值與極小值的比值），用試件的反射系數(shù)r來表示聲壓的極大值與極小值，便可確定垂直入射吸聲系數(shù)。即：pmax p0(1 r)pmin p0(1 r)根據(jù)吸聲系數(shù)的定義，吸聲系數(shù)與反射系數(shù)的 關(guān)系可寫成：21-r定義駐波比S為：S

pmaxpmin吸聲系數(shù)可用駐聲系數(shù)表示為：24S01rS)2(15因此，只要確定聲壓極大值和極小值的比值，即可計(jì)算出吸聲系數(shù)。如果實(shí)際測(cè)得的是聲壓級(jí)的極大值和極小值，計(jì)算兩者之差為L(zhǎng)p，可由下式計(jì)算吸聲系數(shù)：（LP/20）4 100(LP/20))2(1104、測(cè)量步驟1）開機(jī)上電前應(yīng)按儀器背后標(biāo)明的提示連接主機(jī)電源線、顯示器電源線、顯示器信號(hào)線，在信號(hào)輸出口用信號(hào)輸出線連接駐波管中的聲源，在測(cè)試傳聲器端口連接測(cè)試話筒，測(cè)試話筒通過話筒連接器旋到探測(cè)小車上。上電操作對(duì)于已安裝硬盤及WINDOWS的用戶，不需要插入測(cè)試軟盤，開機(jī)后儀器進(jìn)入WINDOWS，用戶點(diǎn)擊“駐波管”圖標(biāo)，進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。如圖2。注意：對(duì)于已安裝硬盤的用戶，可以直接運(yùn)行6硬盤上的軟件，駐波管測(cè)試軟件子目錄為：＜AWAZB＞。（要求用）圖2 測(cè)試狀態(tài)圖（3）儀器校準(zhǔn)AWA6122性能相當(dāng)穩(wěn)定，只要外界條件變化不大，可以長(zhǎng)期不校準(zhǔn)。①電子線路校準(zhǔn):儀器在測(cè)試狀態(tài)，同時(shí)按下<SHIFT>+<F1>二鍵，即進(jìn)入儀器電子線路樣準(zhǔn)，屏幕最下一行顯示：（“正在電子線路校準(zhǔn) 大約等待一分鐘”）7大約1分鐘后，上列字符消失，電子線路校準(zhǔn)結(jié)束。返回測(cè)量狀態(tài)。②測(cè)試話筒（參考話筒）校準(zhǔn) :儀器在測(cè)試狀態(tài)，按下<F1>鍵，屏幕最下二行顯示如下：“（聲校準(zhǔn)功能 按<Ctrl+Enter>開始校準(zhǔn) Exc:退出）”“（將測(cè)試話筒插入聲級(jí)校準(zhǔn)器中測(cè)試話筒靈敏度：XXX.XXmV/Pa ）”所示的XXX.XXmV/Pa表示上一次校準(zhǔn)的值，若需要校準(zhǔn)，用戶應(yīng)先將傳聲器插入聲級(jí)校準(zhǔn)器，按下聲級(jí)校準(zhǔn)器電源開關(guān)，再按<Ctrl>+<Enter>鍵開始校準(zhǔn)。校準(zhǔn)結(jié)束后，顯示測(cè)試話筒（參考話筒）在1Pa聲壓的電壓值XXX.XXmV/Pa。在進(jìn)行校準(zhǔn)前或校準(zhǔn)結(jié)束后，按<ESC>鍵可退出本校準(zhǔn)狀態(tài)。4）安裝試件將試件按照要求裝在試件筒內(nèi)，并用凡士林將試件與筒壁接觸處的縫隙填塞，使之嚴(yán)密，然后再用夾具將試件筒固定在駐波管8上。（5）輸出信號(hào)設(shè)置根據(jù)所需要測(cè)量的頻率范圍要求及駐波管規(guī)定的頻率范圍，設(shè)置儀器輸出信號(hào)的頻率。根據(jù)測(cè)量到的聲壓級(jí)峰值、谷值設(shè)置儀器輸出信號(hào)的幅度。要求測(cè)量到的聲壓級(jí)峰值不超過136dB，測(cè)量到的聲壓級(jí)谷峰值不小于50dB?！{(diào)節(jié)聲頻發(fā)生器的頻率，一次發(fā)出100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300Hz不同的聲頻。注意：大管的頻率測(cè)量下限約為 100Hz，上限約為2075Hz（測(cè)量低頻聲）；小管的頻率測(cè)量下限約為1600Hz，上限約為 6641Hz（測(cè)量高頻聲）。如何換管：①將小車（滑塊）移動(dòng)到導(dǎo)軌的末端。②擰下駐波管與音箱連接的螺釘，取下駐波9管。③對(duì)于大管，取下探管上的支架，然后安裝小管。④對(duì)于小管，在探管上安裝支架，然后安裝大管。6）讀取聲壓級(jí)峰谷值（②以下操作時(shí)，Num_Lock〉指示燈必須熄滅。）將固定駐波管的滑塊移到最遠(yuǎn)處，②移動(dòng)儀器屏幕上的光標(biāo)，到所要測(cè)量的頻率的第一個(gè)峰值位置，緩慢移動(dòng)固定駐波管的滑塊，同時(shí)讀取光標(biāo)位置顯示的聲壓級(jí)，將滑塊停在聲壓級(jí)為一個(gè)極大值的位置。此位置即為峰值位置，輸入此時(shí)滑塊所在位置的刻度。③移動(dòng)儀器屏幕上的光標(biāo)，到所要測(cè)量的頻率的第一個(gè)谷值位置，緩慢移動(dòng)固定駐波管的滑塊，同時(shí)讀取光標(biāo)位置顯示的聲壓級(jí)，將滑塊停在聲壓級(jí)為一個(gè)極小值的位置。此位置即為谷值位置，輸入此時(shí)滑塊所在位置的刻度。④移動(dòng)儀器屏幕上的光標(biāo)，到所要測(cè)量的頻率的第二個(gè)峰值位置、第二個(gè)谷值位置，或到所要測(cè)量的頻率的第三個(gè)峰值位置、第三個(gè)谷值位10置。重復(fù)②條和③條操作。可以測(cè)量到第二個(gè)峰谷值和第三個(gè)峰谷值。（每一頻率反復(fù)測(cè)試三次）⑤重復(fù)①條、②條、③條、④條操作可以測(cè)量到各個(gè)頻率點(diǎn)的聲壓級(jí)峰谷值。注意：儀器采樣或停止：Nun_Lock——按一下〈Nun_Lock〉鍵，鍵盤右上角的“Nun_Lock”指示燈亮?xí)r儀器暫定聲壓級(jí)數(shù)值的采樣，直到再按一下Nun_Lock〉鍵，鍵盤右上角的“Nun_Lock”指示燈不亮?xí)r再次開始采樣。清除當(dāng)前聲級(jí)的峰谷值：Alt+F6 ——同時(shí)按<Alt> 鍵及<F6>鍵將當(dāng)前光標(biāo)所在行的聲級(jí)峰值、谷值、距離以及相應(yīng)的吸聲系數(shù)。7）計(jì)算吸聲系數(shù)在測(cè)量到各個(gè)頻率點(diǎn)下的聲壓級(jí)峰谷值后，按〈F7〉鍵可計(jì)算各個(gè)頻率對(duì)應(yīng)下的吸聲系數(shù)（如果儀器已設(shè)置了密碼，則必須正確輸入密碼才能計(jì)算）。11（8）輸入信息按<F8>鍵，根據(jù)儀器提示操作，在屏幕上輸入本次操作的“材料”、“班級(jí)”、“小組”、“姓名”等。（該實(shí)驗(yàn)設(shè)備電腦設(shè)置低，不能用）按<F9>鍵，儀器可根據(jù)已計(jì)算的吸聲系數(shù)顯示坐標(biāo)及曲線，如圖3所示。在顯示坐標(biāo)后，按<F4>鍵可打印顯示結(jié)果。按〈Esc〉返回到圖狀態(tài)。9）打印結(jié)果對(duì)于在WINDOWS 系統(tǒng)下使用的用戶，可將屏幕顯示結(jié)果制作成“.BMP”文件進(jìn)行打印。操作如下：①選擇需要存盤或打印的屏幕， 使屏幕如圖2或圖3所示。②按下〈ALT〉+〈PRINT_SCREEN〉鍵。③按下〈ALT〉+〈Tab〉鍵，返回到WINDOWS 下，打開“畫圖”軟件，點(diǎn)擊“編輯”欄目下的“粘貼”功能，可將原顯示的結(jié)果制作為一個(gè)文件。然后可進(jìn)行打印、存盤等操作。12圖3 頻率特性曲線（10）關(guān)機(jī)在關(guān)機(jī)前按<F10>退出測(cè)試軟件，以便保存儀器的測(cè)試狀態(tài)，如：已設(shè)置好的頻率及電壓。拔掉電源插頭，以保證安全。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)安裝樣品時(shí)，不要和后板之間留有間隙，否則曲線上會(huì)出現(xiàn)吸收峰。交叉校準(zhǔn)時(shí)，完全松開固緊螺栓，輕輕拿出傳聲器，然后再輕輕放到位后固緊。七、預(yù)習(xí)題131、駐波管法測(cè)量吸聲系數(shù)的原理？2、駐波管方法測(cè)量的吸聲系數(shù)和混響室法測(cè)量的吸聲系數(shù)有什么區(qū)別？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？3、閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，熟悉測(cè)量操作過程。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求每人完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告一份，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?nèi)容、總結(jié)。材料垂直入射吸聲系數(shù)測(cè)試結(jié)果報(bào)告中，應(yīng)包含被測(cè)材料的參數(shù)（如名稱、厚度、密度等）、試件安裝情況（是否留有空腔）等基本描述。按1/3倍頻程繪出材料的吸聲系數(shù)數(shù)據(jù)表及曲線圖形表示測(cè)試結(jié)果。3.對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，提出改進(jìn)意見。1）分析吸聲材料的頻率特性；與理論計(jì)算或結(jié)論的相符性如何？2）分析引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因；3）改進(jìn)意見。指導(dǎo)教師：張曉玲142015年2月28日附件：功能鍵（提示菜單）說明1、在運(yùn)行配套軟件后，屏幕顯示如圖2所示。屏幕下方顯示一行操作菜單，其功能如下：15測(cè)試話筒校準(zhǔn)：F1：（校準(zhǔn)）———按<F1>鍵進(jìn)入測(cè)試話筒校準(zhǔn)。設(shè)置輸出信號(hào)頻率：F2：（頻率）———按<F2>鍵設(shè)置當(dāng)前光標(biāo)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的頻率。設(shè)置輸出信號(hào)幅度：F3：（電壓）——按<F3>鍵設(shè)置當(dāng)前光標(biāo)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的電壓（有效值）。圖216圖3打印輸出：F4：（打?。?<F4>鍵把當(dāng)前屏幕打印。根據(jù)提示，用戶可選擇EPSON（LQ系列）或HP（600，800系列）兩家公司的打印機(jī)。儀器密碼（口令）設(shè)置：F5：（密碼） ———按<F5>鍵設(shè)置儀器密碼（口令），如故要更新密碼，則必修輸入原密碼。清除計(jì)算結(jié)果（吸聲系數(shù)）：F6：（清除）———按<F6>鍵清除所有已計(jì)17算的吸聲系數(shù)值。計(jì)算結(jié)果（吸聲系數(shù)）：F7：（計(jì)算）———按<F7>鍵根據(jù)已測(cè)量到的峰谷聲級(jí)值計(jì)算對(duì)應(yīng)吸聲系數(shù)。輸入班組號(hào)：F8：（輸入班組）——按<F8>鍵，根據(jù)儀器提示操作，在屏幕上輸入本次操作的“材料”、“班級(jí)”、“小組”、“姓名”等。顯示吸聲系數(shù)曲線：F9：（顯示坐標(biāo)）——按<F9>鍵，儀器可根據(jù)已計(jì)算的吸聲系數(shù)顯示坐標(biāo)及曲線。如圖3所示。在顯示坐標(biāo)后，按<F4>鍵可打印顯示結(jié)果。按〈Esc〉返回到圖2狀態(tài)。退出測(cè)量：F10：（退出）——按<F10>鍵退出測(cè)試狀態(tài)，并將對(duì)儀器的各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行記錄，使得下一次開機(jī)時(shí)所設(shè)置的狀態(tài)不變。用戶將進(jìn)入DOS系統(tǒng)或WINDOWS系統(tǒng)。輸入探管距離：0~9：（輸入距離）———按 0~9鍵（數(shù)字18鍵），在對(duì)應(yīng)的光標(biāo)位置輸入探管距離（駐波峰值點(diǎn)及谷值點(diǎn)的位置）。移動(dòng)光標(biāo)：→、←、↑、↓———按 <→>、<←>、<>、<↓>鍵移動(dòng)光標(biāo)，儀器根據(jù)當(dāng)前光標(biāo)位置的設(shè)置條件輸出信號(hào)，并在當(dāng)前位置顯示聲壓級(jí)數(shù)值。2.屏幕沒有顯示的功能鍵說明如下：電子線路校準(zhǔn)：Sh