基于声学仿真的声学法砝码体积测量装置输入参数的确定

发布时间：2024-04-02 01:42

　　针对声学法砝码体积测量装置的声学腔体内扬声器驱动信号的选择影响测量准确性的问题,提出了一种驱动信号参数确定方法。利用声学有限元法对声学腔体进行建模仿真,获得使体积误差最小的扬声器的最佳驱动信号幅值和频率点,同时在不同的幅值和频率点应用声学法砝码体积测量装置进行实际体积测量验证,结果表明:使体积测量误差最小的驱动信号参数与仿真结果一致。声学腔体的最佳测量频率为46 Hz,该驱动频率下体积测量值与液体静力法测得值的偏差小于0. 001 cm³;在一定的测量范围内,驱动信号的幅值对声学法砝码体积测量准确性无影响。

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【部分图文】：

图5声阻抗测试

由图4可知，声源驱动频率为46Hz时砝码体积测得值与砝码体积标准值的偏差值最小，且由表2可知，在该频率点处，砝码体积值的标准偏差小于0.001cm3。图3(a)中，250Hz附近存在一点，在该点处砝码体积测量误差远大于其他点，分析认为可能由声学腔体的共振造成，为验证声学仿真....

图6不同驱动信号幅值对应的压强

根据表3所得数据，利用压强计算公式p=F/S=ma/S可得到扬声器各驱动信号幅值对应的声学有限元仿真的声源信号参数，如图6所示。由图可知，在一定范围内，扬声器驱动电信号的幅值与声学有限元仿真的声源信号幅值呈线性关系。将图6的数据作为声学有限元仿真的声源幅值参数输入Virtual.....

图7不同幅值下，上、下腔体的声压变化

为进一步说明问题，在不同驱动幅值下，进行上、下腔体的声压比测量，结果如图8所示。由图可知，不同驱动幅值下，上、下腔的声压比之差小于0.0001，由式(6)知，在一定范围内扬声器驱动信号幅值的选择对声学法砝码体积测量的准确性无影响。图8不同幅值下，上、下腔体的声压比

图8不同幅值下，上、下腔体的声压比

图7不同幅值下，上、下腔体的声压变化信号发生器可提供的声源驱动信号幅值范围通常较大，这里仅在10mV～2V内选取驱动信号幅值，保证了声学腔体内扬声器在线性范围输出且传声器工作在最佳测量范围，提高了测量的准确性。

本文编号：3945623