驻波管法测吸声系数实验指导书

驻波管法测吸声系数实验指导书实验一 驻波管法测量吸声材料垂直入射的吸声系数实验指导书一、实验目的掌握用阻抗管法（驻波比法）测量吸声材料的吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。被测试件：海绵或腈纶毛毡二、实验要求1．了解阻抗管的结构原理及功能。2．掌握AWA6122A驻波管测量吸声材料的吸声系数的程序。3 、实验过程和要求参照 GB/T18696.1-2004《声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第一部分：驻波比法》。三、实验环境21．AWA6122A驻波管及测试软件2．被测材料：海绵样品或腈纶毛毡 大管直径960㎜，小管直径300㎜。3．信号输出：（1）频率范围：100Hz～10kHz，频率误差<0.1%，±0.33Hz。2）信号源输出电压：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。3）频率点：按1/96倍频程可选。4．幅度测量：（1）频率范围：0.02～20kHz，频响≤±0.2dB（以1kHz为基准）。2）幅度范围：35dB～+136dB。3）内置频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。5．使用环境：+10～+35℃，相对湿度小于70%。电源：50Hz，220V±10%。通用计算机及打印机声级校准器：四、实验内容1、实验装置整个实验系统由计算机、显示器、信号源、测量放大器、测试话筒等五部份组成。机内自动3进行线路校正，性能相当稳定。能根据测量到的峰谷值计算吸声系数值，并能显示吸声系数值与频率刻度的坐标曲线。仪器的输出信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。数据和曲线可以打印输出。驻波管装置如图 1：L管(大管测低频)：Ф96x1000(mm)频率范围：90Hz~2075HzS管(小管测高频)：Ф30x350(mm) 频率范围：1500Hz~6641Hz图1驻波管的结构及测量装置简图2、测量内容测量海绵样品腈纶毛毡的吸声系数。43、实验原理吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量，它被定义为：被吸声材料吸收的声能和入射声能之比，通常用符号a表示。驻波管主要部分是一根内壁光滑，截面均匀的管子，管子的末端装以被测材料的样品，由扬声器向管子辐射的声波在管中以平面波方式传播，平面波在材料表面反射回来，其结果是在管中建立了驻波声场，从材料表面算起管中出现了声压极大和极小的交替分布，利用可移动的探管传声器接收，在测试仪器上测出声压极大与极小的声级差（或极大值与极小值的比值），用试件的反射系数r来表示声压的极大值与极小值，便可确定垂直入射吸声系数。即：pmax p0(1 r)pmin p0(1 r)根据吸声系数的定义，吸声系数与反射系数的 关系可写成：21-r定义驻波比S为：S

pmaxpmin吸声系数可用驻声系数表示为：24S01rS)2(15因此，只要确定声压极大值和极小值的比值，即可计算出吸声系数。如果实际测得的是声压级的极大值和极小值，计算两者之差为Lp，可由下式计算吸声系数：（LP/20）4 100(LP/20))2(1104、测量步骤1）开机上电前应按仪器背后标明的提示连接主机电源线、显示器电源线、显示器信号线，在信号输出口用信号输出线连接驻波管中的声源，在测试传声器端口连接测试话筒，测试话筒通过话筒连接器旋到探测小车上。上电操作对于已安装硬盘及WINDOWS的用户，不需要插入测试软盘，开机后仪器进入WINDOWS，用户点击“驻波管”图标，进入测试状态。如图2。注意：对于已安装硬盘的用户，可以直接运行6硬盘上的软件，驻波管测试软件子目录为：＜AWAZB＞。（要求用）图2 测试状态图（3）仪器校准AWA6122性能相当稳定，只要外界条件变化不大，可以长期不校准。①电子线路校准:仪器在测试状态，同时按下<SHIFT>+<F1>二键，即进入仪器电子线路样准，屏幕最下一行显示：（“正在电子线路校准 大约等待一分钟”）7大约1分钟后，上列字符消失，电子线路校准结束。返回测量状态。②测试话筒（参考话筒）校准 :仪器在测试状态，按下<F1>键，屏幕最下二行显示如下：“（声校准功能 按<Ctrl+Enter>开始校准 Exc:退出）”“（将测试话筒插入声级校准器中测试话筒灵敏度：XXX.XXmV/Pa ）”所示的XXX.XXmV/Pa表示上一次校准的值，若需要校准，用户应先将传声器插入声级校准器，按下声级校准器电源开关，再按<Ctrl>+<Enter>键开始校准。校准结束后，显示测试话筒（参考话筒）在1Pa声压的电压值XXX.XXmV/Pa。在进行校准前或校准结束后，按<ESC>键可退出本校准状态。4）安装试件将试件按照要求装在试件筒内，并用凡士林将试件与筒壁接触处的缝隙填塞，使之严密，然后再用夹具将试件筒固定在驻波管8上。（5）输出信号设置根据所需要测量的频率范围要求及驻波管规定的频率范围，设置仪器输出信号的频率。根据测量到的声压级峰值、谷值设置仪器输出信号的幅度。要求测量到的声压级峰值不超过136dB，测量到的声压级谷峰值不小于50dB。——调节声频发生器的频率，一次发出100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300Hz不同的声频。注意：大管的频率测量下限约为 100Hz，上限约为2075Hz（测量低频声）；小管的频率测量下限约为1600Hz，上限约为 6641Hz（测量高频声）。如何换管：①将小车（滑块）移动到导轨的末端。②拧下驻波管与音箱连接的螺钉，取下驻波9管。③对于大管，取下探管上的支架，然后安装小管。④对于小管，在探管上安装支架，然后安装大管。6）读取声压级峰谷值（②以下操作时，Num_Lock〉指示灯必须熄灭。）将固定驻波管的滑块移到最远处，②移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个峰值位置，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极大值的位置。此位置即为峰值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。③移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个谷值位置，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极小值的位置。此位置即为谷值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。④移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第二个峰值位置、第二个谷值位置，或到所要测量的频率的第三个峰值位置、第三个谷值位10置。重复②条和③条操作。可以测量到第二个峰谷值和第三个峰谷值。（每一频率反复测试三次）⑤重复①条、②条、③条、④条操作可以测量到各个频率点的声压级峰谷值。注意：仪器采样或停止：Nun_Lock——按一下〈Nun_Lock〉键，键盘右上角的“Nun_Lock”指示灯亮时仪器暂定声压级数值的采样，直到再按一下Nun_Lock〉键，键盘右上角的“Nun_Lock”指示灯不亮时再次开始采样。清除当前声级的峰谷值：Alt+F6 ——同时按<Alt> 键及<F6>键将当前光标所在行的声级峰值、谷值、距离以及相应的吸声系数。7）计算吸声系数在测量到各个频率点下的声压级峰谷值后，按〈F7〉键可计算各个频率对应下的吸声系数（如果仪器已设置了密码，则必须正确输入密码才能计算）。11（8）输入信息按<F8>键，根据仪器提示操作，在屏幕上输入本次操作的“材料”、“班级”、“小组”、“姓名”等。（该实验设备电脑设置低，不能用）按<F9>键，仪器可根据已计算的吸声系数显示坐标及曲线，如图3所示。在显示坐标后，按<F4>键可打印显示结果。按〈Esc〉返回到图状态。9）打印结果对于在WINDOWS 系统下使用的用户，可将屏幕显示结果制作成“.BMP”文件进行打印。操作如下：①选择需要存盘或打印的屏幕， 使屏幕如图2或图3所示。②按下〈ALT〉+〈PRINT_SCREEN〉键。③按下〈ALT〉+〈Tab〉键，返回到WINDOWS 下，打开“画图”软件，点击“编辑”栏目下的“粘贴”功能，可将原显示的结果制作为一个文件。然后可进行打印、存盘等操作。12图3 频率特性曲线（10）关机在关机前按<F10>退出测试软件，以便保存仪器的测试状态，如：已设置好的频率及电压。拔掉电源插头，以保证安全。六、实验注意事项安装样品时，不要和后板之间留有间隙，否则曲线上会出现吸收峰。交叉校准时，完全松开固紧螺栓，轻轻拿出传声器，然后再轻轻放到位后固紧。七、预习题131、驻波管法测量吸声系数的原理？2、驻波管方法测量的吸声系数和混响室法测量的吸声系数有什么区别？各有什么优缺点？3、阅读实验指导书，熟悉测量操作过程。八、实验报告要求每人完成实验报告一份，包括实验目的、原理、内容、总结。材料垂直入射吸声系数测试结果报告中，应包含被测材料的参数（如名称、厚度、密度等）、试件安装情况（是否留有空腔）等基本描述。按1/3倍频程绘出材料的吸声系数数据表及曲线图形表示测试结果。3.对测量结果进行分析，提出改进意见。1）分析吸声材料的频率特性；与理论计算或结论的相符性如何？2）分析引起实验误差的原因；3）改进意见。指导教师：张晓玲142015年2月28日附件：功能键（提示菜单）说明1、在运行配套软件后，屏幕显示如图2所示。屏幕下方显示一行操作菜单，其功能如下：15测试话筒校准：F1：（校准）———按<F1>键进入测试话筒校准。设置输出信号频率：F2：（频率）———按<F2>键设置当前光标对应的输出信号的频率。设置输出信号幅度：F3：（电压）——按<F3>键设置当前光标对应的输出信号的电压（有效值）。图216图3打印输出：F4：（打印）———按 <F4>键把当前屏幕打印。根据提示，用户可选择EPSON（LQ系列）或HP（600，800系列）两家公司的打印机。仪器密码（口令）设置：F5：（密码） ———按<F5>键设置仪器密码（口令），如故要更新密码，则必修输入原密码。清除计算结果（吸声系数）：F6：（清除）———按<F6>键清除所有已计17算的吸声系数值。计算结果（吸声系数）：F7：（计算）———按<F7>键根据已测量到的峰谷声级值计算对应吸声系数。输入班组号：F8：（输入班组）——按<F8>键，根据仪器提示操作，在屏幕上输入本次操作的“材料”、“班级”、“小组”、“姓名”等。显示吸声系数曲线：F9：（显示坐标）——按<F9>键，仪器可根据已计算的吸声系数显示坐标及曲线。如图3所示。在显示坐标后，按<F4>键可打印显示结果。按〈Esc〉返回到图2状态。退出测量：F10：（退出）——按<F10>键退出测试状态，并将对仪器的各个状态进行记录，使得下一次开机时所设置的状态不变。用户将进入DOS系统或WINDOWS系统。输入探管距离：0~9：（输入距离）———按 0~9键（数字18键），在对应的光标位置输入探管距离（驻波峰值点及谷值点的位置）。移动光标：→、←、↑、↓———按 <→>、<←>、<>、<↓>键移动光标，仪器根据当前光标位置的设置条件输出信号，并在当前位置显示声压级数值。2.屏幕没有显示的功能键说明如下：电子线路校准：Sh