PCB 378B02 傳聲器不校準的解決方案
分享某高校用戶在使用傳聲器的過程遇到的三個問題:
一、自由場傳聲器378B02,用校準器CAL200的114dB檔位進行校準,示波器峰值為695mV,那么此傳聲器的實際靈敏度為多少?
自由場傳聲器378B02
傳聲器校準器CAL200
麥克風用于將采集的壓力信號轉換為易于采集的電信號。壓力信號的常用單位是PA,但在實際使用中,我們更習慣用聲壓級(SPL)的dB來表示。壓力信號Pa轉換為分貝dB的公式為:
其中Pref 為健康人耳可以感知到的最小聲壓20μPa(0dB),Pressure (Pa) = Voltage (mV) / Sensitivity (mV/Pa).
那么此公式可以簡化為:
rms 為電壓有效值,S為傳聲器靈敏度。
回到此問題,兩個已知條件,示波器峰值為695mV,校準器CAL200檔位114dB,現需求解靈敏度S.
114dB對應的壓力為10Pa(此為有效值),示波器峰值為695mV,則示波器有效值為695mV/1.414=491.53mv,則此傳聲器的實際靈敏度為:
S=491.53mV/10Pa=49.15mV/Pa.
此外,需要注意的是,該客戶話筒的出廠校準靈敏度為50.39mv/pa,出廠靈敏度是在環境溫度21℃、空氣濕度35%、環境壓力1005mbar下測量的(每個話筒的出廠校準環境不同,以校準報告為準)。但是,由于客戶現場環境不同,建議在每次使用前校準麥克風。
對于一些專業采集軟件,我們只需輸入校準器的檔位94db或114dB,軟件會自動計算出麥克風的實際靈敏度。然而,對于一些使用示波器采集信號或自行開發數據采集的大學用戶,應注意峰值和有效值的轉換。
二、傳聲器靈敏度在什么范圍內是正常的?
我們還是以378B02為例,此型號標稱靈敏度為50mV/Pa,靈敏度(± 1.5 dB)為-26 dB re 1 V/Pa,其中的換算為:
然后我們認為靈敏度在-26db±1.5dB范圍內是正常的,可以推斷378b02的上限靈敏度為59.57mv/pa,下限靈敏度為42.17 mv/pa,因此378b02在42.17 mv/pa~59.57mv/pa范圍內可以正常使用。如果不在此范圍內,則需要檢查麥克風是否損壞。
三、如果傳聲器不進行校準,實際結果影響有多大?
假設高速車輛的實際內部噪聲為60dB(0.02pa),但未校準,則將標稱靈敏度50mv/pa輸入軟件進行測試,但實際378b02靈敏度為42.17mv/pa(下限),則數據采集實際采集的電壓值應為:
Vrms=0.02pa*42.17 mv/pa=0.8434mv,但由于軟件接口靈敏度輸入為50mv/pa,數據采集軟件轉換為DB的計算如下:
58.52db是數據采集軟件接口的測試結果。可以看出,如果將實際靈敏度作為麥克風有效靈敏度的下限,測試結果與實際結果的差值為1.48db。如果將相應的實際靈敏度作為麥克風有效靈敏度的上限,則可以計算出測試結果與實際結果之間的差值為1.52db。因此,為了更準確地測量真實信號,建議在使用前校準麥克風。
以上為對該客戶三個問題解答的分享,艾克賽普公司是美國PCB傳感器合作伙伴,若您在使用傳聲器過程中還有其他問題的話,歡迎聯系我們,將提供免費樣機試用和更合適的測試解決方案。