駐波管法測吸聲系數(shù)實驗指導書

1、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、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1AWA6122A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： 100Hz10kHz，頻率誤差 <0.1%，±

2、; 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%。6. 電源： 50Hz，220V± 10%。7. 通用計算機及打印機8. 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 自動進行線路

3、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 )：96x1000 (mm) S 管 (小管測高頻 )： 30x350 (mm)頻率范圍： 90Hz2075Hz頻率范圍： 1500Hz6641Hz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)。3、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

4、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：pmaxp0(1 r )pmin p0(1 r) 根據(jù)吸聲系數(shù)的定義，20 1- r定義駐波比 S為：吸聲系數(shù)與反射系數(shù)的關系可寫成：pmaxpmin吸聲系數(shù)可用 駐聲系 數(shù) 表 示為：

5、014S2(1 S)2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)：4 10(LP / 20)(1 10(LP /20)24、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。（2） 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)

6、。如圖2。注意：對于已安裝硬盤的用戶， 可以直接運行硬盤上的軟件， 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。 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” ）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)。 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

7、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，

8、然后再用夾具將試件筒固定在駐波管上。（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。調節(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、6300 Hz 不同的聲頻。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 16

9、00Hz ，上限約為 6641Hz （測量高頻聲） 。如何換管： 將小車（滑塊）移動到導軌的末端。 擰下駐波管與音箱連接的螺釘，取下駐波管。 對于大管，取下探管上的支架，然后安裝小管。 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（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， 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。 移動儀器屏幕上的光標， 到所要測量的頻率的第一個谷

10、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。 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、 第三個谷值位置。 重復條和條操作。 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） 重復條、條、條、條操作可以測量到各個頻率點的聲壓級峰谷值。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_Lo

11、ck 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） 。（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

12、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)。（ 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：選擇需要存盤或打印的屏幕，使屏幕如圖 2 或圖 3 所示。按下 ALT + PRINT_SCREEN 鍵。 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。圖 3 頻率特性曲線（10）關機在關機前按 <F10> 退出測

13、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1. 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。2. 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1、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1. 每人完成實驗報告一份，包括實驗目的、原理、內容、總結。2. 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

14、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2015 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 行操作菜單，其功能如下：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 &

15、lt;F3>鍵設置當前光標對應的輸出信號的電壓（有效值）。圖2圖3打印輸出：F4：（打印） 按 <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

16、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：09：（輸入距離） 按 09 鍵（數(shù)字鍵） ，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