喀什压力变送器:浅谈噪声变送器校准中存在的问题

1校准要求

通常将噪声变送器的校准与二次仪表结合，组成噪声测量系统进行系统校准，或串联250ω电阻进行校准后间接测量电压。但实际情况是，与噪声变送器配套的二次仪表或工业模块往往集成在工作现场，不便于拆卸和送检。用户经常会将噪声变送器送去检查，要求直接校准噪声变送器的测量特性。因此，不同频率的不同声信号激发的电流输出特性的校准更符合用户的实际使用需求。同时，直接测量的校准方法减少了测量过程中不确定度的影响因素，有效提高了测量精度。

2噪声变送器的设计特点

噪声变送器采集空气噪声，输入参数为声压级，输出参数为DC电流，量程为(4~20)毫安。由于声音信号的测量范围和声压级的加权计算存在差异，无论声音信号的设计指标如何变化，经过放大器、适配器等后续电路处理后的输出电流都是(4~20)毫安，导致在研究噪声发射机的电流输出特性时，输出的系统灵敏度除以输入的标称值存在差异。因此，在对噪声发射机进行校准时，应充分考虑噪声发射机不同量程、不同频率权重的设计要求。

3校准参数的选择

通常，描述现有声学麦克风灵敏度特性的参数是开路声压灵敏度(以毫伏/帕为单位)或开路声压灵敏度水平(以分贝为单位，1V/帕为单位)。本文研究的噪声发射机不是麦克风，而是由麦克风或传声器、前置放大器和适配器组成的测量系统。该测量系统的信号输入为声压级(单位为分贝，20 μPa)，输出为DC电流(单位为毫安)。噪声变送器的校准参数应为系统输出除以输入得到的测量系统的系统灵敏度(根据系统灵敏度的定义:测量系统指示值的变化除以测量值相应变化的商)；要研究的内容是噪声发射机系统灵敏度在不同频率下的频率响应特性，即系统能否保证输出/输入在不同频率下的线性变化，系统灵敏度就是这条线性曲线的斜率。因此，噪声发射机的校准不是研究麦克风本身的灵敏度特性，测量工作也不是开路下获得的测量数据。

噪声变送器电流-声压级系统的灵敏度特性除了麦克风的特性外，适配器也是选择参数的关键因素。根据应用领域的特点，无论噪声发射机的声压级输入到什么范围或进行什么样的加权计算，其输出都需要转换成(4 ~ 20ma)，也就是说，不同的设计声压级测量范围和频率加权变化将直接影响系统灵敏度的值。本文研究的噪声变送器规定了具体的参数范围(测量范围(20~8000)Hz，电流输出范围(4~20)mA，设计声压级范围(0~130)dB，设计频率计重量为A)，因此将其标称系统灵敏度定义为S =(20-4)/(130-0)= 0.1231mA/dB；如果设计声压级的范围为(0~100)分贝，当前输出范围仍为(4~20)毫安，则标称系统灵敏度定义为S = (20-4)/(100-0) = 0.160毫安/分贝。如果将设计频率权重由A改为C，则计算的标称系统灵敏度也会发生变化，麦克风的开路声压灵敏度是麦克风本身的测量特性，由麦克风的结构和换能原理决定，其标称值不应根据不同的计算而变化。因此，噪声发射机的校准参数应不同于麦克风的开路声压灵敏度。

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