駐波管法測吸聲系數(shù)實驗指導書

駐波管法測吸聲系數(shù)實驗指導書實驗一 駐波管法測量吸聲材料垂直入射的吸聲系數(shù)實驗指導書一、實驗目的掌握用阻抗管法（駐波比法）測量吸聲材料的吸聲系數(shù)、聲阻抗率的原理及操作方法。被測試件：海綿或腈綸毛氈二、實驗要求1．了解阻抗管的結構原理及功能。2．掌握AWA6122A駐波管測量吸聲材料的吸聲系數(shù)的程序。3 、實驗過程和要求參照 GB/T18696.1-2004《聲學 阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測量 第一部分：駐波比法》。三、實驗環(huán)境21．AWA6122A駐波管及測試軟件2．被測材料：海綿樣品或腈綸毛氈 大管直徑960㎜，小管直徑300㎜。3．信號輸出：（1）頻率范圍：100Hz～10kHz，頻率誤差<0.1%，±0.33Hz。2）信號源輸出電壓：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。3）頻率點：按1/96倍頻程可選。4．幅度測量：（1）頻率范圍：0.02～20kHz，頻響≤±0.2dB（以1kHz為基準）。2）幅度范圍：35dB～+136dB。3）內置頻率跟蹤1/3倍頻程帶通濾波器。5．使用環(huán)境：+10～+35℃，相對濕度小于70%。電源：50Hz，220V±10%。通用計算機及打印機聲級校準器：四、實驗內容1、實驗裝置整個實驗系統(tǒng)由計算機、顯示器、信號源、測量放大器、測試話筒等五部份組成。機內自動3進行線路校正，性能相當穩(wěn)定。能根據(jù)測量到的峰谷值計算吸聲系數(shù)值，并能顯示吸聲系數(shù)值與頻率刻度的坐標曲線。儀器的輸出信號的頻率和幅度在規(guī)定范圍內可自由設定。數(shù)據(jù)和曲線可以打印輸出。駐波管裝置如圖 1：L管(大管測低頻)：Ф96x1000(mm)頻率范圍：90Hz~2075HzS管(小管測高頻)：Ф30x350(mm) 頻率范圍：1500Hz~6641Hz圖1駐波管的結構及測量裝置簡圖2、測量內容測量海綿樣品腈綸毛氈的吸聲系數(shù)。43、實驗原理吸聲系數(shù)是描述吸聲材料吸聲本領的物理量，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a表示。駐波管主要部分是一根內壁光滑，截面均勻的管子，管子的末端裝以被測材料的樣品，由揚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，其結果是在管中建立了駐波聲場，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，利用可移動的探管傳聲器接收，在測試儀器上測出聲壓極大與極小的聲級差（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，即可計算出吸聲系數(shù)。如果實際測得的是聲壓級的極大值和極小值，計算兩者之差為Lp，可由下式計算吸聲系數(shù)：（LP/20）4 100(LP/20))2(1104、測量步驟1）開機上電前應按儀器背后標明的提示連接主機電源線、顯示器電源線、顯示器信號線，在信號輸出口用信號輸出線連接駐波管中的聲源，在測試傳聲器端口連接測試話筒，測試話筒通過話筒連接器旋到探測小車上。上電操作對于已安裝硬盤及WINDOWS的用戶，不需要插入測試軟盤，開機后儀器進入WINDOWS，用戶點擊“駐波管”圖標，進入測試狀態(tài)。如圖2。注意：對于已安裝硬盤的用戶，可以直接運行6硬盤上的軟件，駐波管測試軟件子目錄為：＜AWAZB＞。（要求用）圖2 測試狀態(tài)圖（3）儀器校準AWA6122性能相當穩(wěn)定，只要外界條件變化不大，可以長期不校準。①電子線路校準:儀器在測試狀態(tài)，同時按下<SHIFT>+<F1>二鍵，即進入儀器電子線路樣準，屏幕最下一行顯示：（“正在電子線路校準 大約等待一分鐘”）7大約1分鐘后，上列字符消失，電子線路校準結束。返回測量狀態(tài)。②測試話筒（參考話筒）校準 :儀器在測試狀態(tài)，按下<F1>鍵，屏幕最下二行顯示如下：“（聲校準功能 按<Ctrl+Enter>開始校準 Exc:退出）”“（將測試話筒插入聲級校準器中測試話筒靈敏度：XXX.XXmV/Pa ）”所示的XXX.XXmV/Pa表示上一次校準的值，若需要校準，用戶應先將傳聲器插入聲級校準器，按下聲級校準器電源開關，再按<Ctrl>+<Enter>鍵開始校準。校準結束后，顯示測試話筒（參考話筒）在1Pa聲壓的電壓值XXX.XXmV/Pa。在進行校準前或校準結束后，按<ESC>鍵可退出本校準狀態(tài)。4）安裝試件將試件按照要求裝在試件筒內，并用凡士林將試件與筒壁接觸處的縫隙填塞，使之嚴密，然后再用夾具將試件筒固定在駐波管8上。（5）輸出信號設置根據(jù)所需要測量的頻率范圍要求及駐波管規(guī)定的頻率范圍，設置儀器輸出信號的頻率。根據(jù)測量到的聲壓級峰值、谷值設置儀器輸出信號的幅度。要求測量到的聲壓級峰值不超過136dB，測量到的聲壓級谷峰值不小于50dB?！{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：大管的頻率測量下限約為 100Hz，上限約為2075Hz（測量低頻聲）；小管的頻率測量下限約為1600Hz，上限約為 6641Hz（測量高頻聲）。如何換管：①將小車（滑塊）移動到導軌的末端。②擰下駐波管與音箱連接的螺釘，取下駐波9管。③對于大管，取下探管上的支架，然后安裝小管。④對于小管，在探管上安裝支架，然后安裝大管。6）讀取聲壓級峰谷值（②以下操作時，Num_Lock〉指示燈必須熄滅。）將固定駐波管的滑塊移到最遠處，②移動儀器屏幕上的光標，到所要測量的頻率的第一個峰值位置，緩慢移動固定駐波管的滑塊，同時讀取光標位置顯示的聲壓級，將滑塊停在聲壓級為一個極大值的位置。此位置即為峰值位置，輸入此時滑塊所在位置的刻度。③移動儀器屏幕上的光標，到所要測量的頻率的第一個谷值位置，緩慢移動固定駐波管的滑塊，同時讀取光標位置顯示的聲壓級，將滑塊停在聲壓級為一個極小值的位置。此位置即為谷值位置，輸入此時滑塊所在位置的刻度。④移動儀器屏幕上的光標，到所要測量的頻率的第二個峰值位置、第二個谷值位置，或到所要測量的頻率的第三個峰值位置、第三個谷值位10置。重復②條和③條操作。可以測量到第二個峰谷值和第三個峰谷值。（每一頻率反復測試三次）⑤重復①條、②條、③條、④條操作可以測量到各個頻率點的聲壓級峰谷值。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”指示燈亮時儀器暫定聲壓級數(shù)值的采樣，直到再按一下Nun_Lock〉鍵，鍵盤右上角的“Nun_Lock”指示燈不亮時再次開始采樣。清除當前聲級的峰谷值：Alt+F6 ——同時按<Alt> 鍵及<F6>鍵將當前光標所在行的聲級峰值、谷值、距離以及相應的吸聲系數(shù)。7）計算吸聲系數(shù)在測量到各個頻率點下的聲壓級峰谷值后，按〈F7〉鍵可計算各個頻率對應下的吸聲系數(shù)（如果儀器已設置了密碼，則必須正確輸入密碼才能計算）。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”、“小組”、“姓名”等。（該實驗設備電腦設置低，不能用）按<F9>鍵，儀器可根據(jù)已計算的吸聲系數(shù)顯示坐標及曲線，如圖3所示。在顯示坐標后，按<F4>鍵可打印顯示結果。按〈Esc〉返回到圖狀態(tài)。9）打印結果對于在WINDOWS 系統(tǒng)下使用的用戶，可將屏幕顯示結果制作成“.BMP”文件進行打印。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，點擊“編輯”欄目下的“粘貼”功能，可將原顯示的結果制作為一個文件。然后可進行打印、存盤等操作。12圖3 頻率特性曲線（10）關機在關機前按<F10>退出測試軟件，以便保存儀器的測試狀態(tài)，如：已設置好的頻率及電壓。拔掉電源插頭，以保證安全。六、實驗注意事項安裝樣品時，不要和后板之間留有間隙，否則曲線上會出現(xiàn)吸收峰。交叉校準時，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、預習題131、駐波管法測量吸聲系數(shù)的原理？2、駐波管方法測量的吸聲系數(shù)和混響室法測量的吸聲系數(shù)有什么區(qū)別？各有什么優(yōu)缺點？3、閱讀實驗指導書，熟悉測量操作過程。八、實驗報告要求每人完成實驗報告一份，包括實驗目的、原理、內容、總結。材料垂直入射吸聲系數(shù)測試結果報告中，應包含被測材料的參數(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試結果。3.對測量結果進行分析，提出改進意見。1）分析吸聲材料的頻率特性；與理論計算或結論的相符性如何？2）分析引起實驗誤差的原因；3）改進意見。指導教師：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測試話筒校準：F1：（校準）———按<F1>鍵進入測試話筒校準。設置輸出信號頻率：F2：（頻率）———按<F2>鍵設置當前光標對應的輸出信號的頻率。設置輸出信號幅度：F3：（電壓）——按<F3>鍵設置當前光標對應的輸出信號的電壓（有效值）。圖216圖3打印輸出：F4：（打?。?<F4>鍵把當前屏幕打印。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。儀器密碼（口令）設置：F5：（密碼） ———按<F5>鍵設置儀器密碼（口令），如故要更新密碼，則必修輸入原密碼。清除計算結果（吸聲系數(shù)）：F6：（清除）———按<F6>鍵清除所有已計17算的吸聲系數(shù)值。計算結果（吸聲系數(shù)）：F7：（計算）———按<F7>鍵根據(jù)已測量到的峰谷聲級值計算對應吸聲系數(shù)。輸入班組號：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”、“小組”、“姓名”等。顯示吸聲系數(shù)曲線：F9：（顯示坐標）——按<F9>鍵，儀器可根據(jù)已計算的吸聲系數(shù)顯示坐標及曲線。如圖3所示。在顯示坐標后，按<F4>鍵可打印顯示結果。按〈Esc〉返回到圖2狀態(tài)。退出測量：F10：（退出）——按<F10>鍵退出測試狀態(tài)，并將對儀器的各個狀態(tài)進行記錄，使得下一次開機時所設置的狀態(tài)不變。用戶將進入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），在對應的光標位置輸入探管距離（駐波峰值點及谷值點的位置）。移動光標：→、←、↑、↓———按 <→>、<←>、<>、<↓>鍵移動光標，儀器根據(jù)當前光標位置的設置條件輸出信號，并在當前位置顯示聲壓級數(shù)值。2.屏幕沒有顯示的功能鍵說明如下：電子線路校準：Sh