刁振軍

摘 要：在電子科技和通信技術(shù)的發(fā)展與推動(dòng)下，電聲器件的種類和技術(shù)得到了發(fā)展與創(chuàng)新，并且逐漸應(yīng)用到更加廣泛的領(lǐng)域當(dāng)中。通過(guò)測(cè)試儀器對(duì)電聲器件的性能進(jìn)行測(cè)試，是保證和發(fā)揮電聲器件性能的重要前提條件。在測(cè)試工作中，儀器的精確度是至關(guān)重要的，只有在精準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)基礎(chǔ)上才能夠保證儀器測(cè)量效果的準(zhǔn)確性。文章對(duì)電聲器件及其測(cè)試儀進(jìn)行了簡(jiǎn)述，對(duì)電聲器件測(cè)試儀校準(zhǔn)的環(huán)境要求和量化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明晰，重點(diǎn)對(duì)電聲器件測(cè)試儀類儀器的校準(zhǔn)方法進(jìn)行了研究。以期對(duì)電聲器件測(cè)試儀類儀器的校準(zhǔn)方法進(jìn)行分析和明確，促進(jìn)電聲器件測(cè)試工作的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：電聲器件；測(cè)試儀；校準(zhǔn)方法

測(cè)試儀器校準(zhǔn)是保證儀器測(cè)量工作準(zhǔn)確性的重要條件，也是我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)需求。儀器校準(zhǔn)能夠明確規(guī)定條件下測(cè)試儀器的示值和標(biāo)準(zhǔn)值，校準(zhǔn)工作的結(jié)果能夠?qū)y(cè)試儀器的測(cè)量成果進(jìn)行明晰。在測(cè)試儀器校準(zhǔn)工作中，需要對(duì)校準(zhǔn)環(huán)境、儀器誤差以及校準(zhǔn)人員進(jìn)行規(guī)范要求，只有在這幾項(xiàng)基礎(chǔ)條件得到滿足的前提下，儀器校準(zhǔn)工作才能夠穩(wěn)定、科學(xué)地開(kāi)展。

1 電聲器件及其測(cè)試儀簡(jiǎn)述

電聲器件是指通過(guò)電磁感應(yīng)以及靜電感應(yīng)等實(shí)現(xiàn)電與聲轉(zhuǎn)變的器件，電聲器件在人們的日常生活中有很多種類，廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面，較為常見(jiàn)的如揚(yáng)聲器、耳機(jī)以及傳聲器等。電聲器件是在電子和通信行業(yè)發(fā)展促進(jìn)下產(chǎn)生的，對(duì)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步有著積極的作用。電聲器件測(cè)試儀器是用來(lái)測(cè)試電聲器件性能的儀器，通過(guò)相應(yīng)的軟件以及仿真耳等電聲測(cè)試配件對(duì)電聲器件的靈敏度、頻率特性等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行明確和測(cè)定[1]。電聲器件測(cè)試儀是信息科技與通信技術(shù)共同發(fā)展下的產(chǎn)物，是檢測(cè)電聲器件性能指標(biāo)的重要儀器，其工作質(zhì)量對(duì)電聲器件產(chǎn)品的質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。

2 電聲器件測(cè)試儀類儀器校準(zhǔn)的環(huán)境要求

在進(jìn)行電聲器件測(cè)試儀器校準(zhǔn)前，校準(zhǔn)人員要對(duì)校準(zhǔn)工作的環(huán)境進(jìn)行保證，使環(huán)境狀況達(dá)到校準(zhǔn)工作的需求。在空氣溫度方面要達(dá)到（23±5）℃：校準(zhǔn)環(huán)境的相對(duì)濕度要達(dá)到（50±20）%；大氣壓力要在（101.3±3.0） kPa的范圍內(nèi)。另外，進(jìn)行儀器校準(zhǔn)時(shí)室內(nèi)的噪聲環(huán)境要保持測(cè)量聲信號(hào)小于15 dB。只有當(dāng)校準(zhǔn)環(huán)境滿足上述要求時(shí)，才能夠有效開(kāi)展儀器校準(zhǔn)工作。

3 電聲器件測(cè)試儀類儀器校準(zhǔn)的設(shè)備及其量化標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行電聲器件測(cè)試儀校準(zhǔn)工作時(shí)，需要用到不同種類的校準(zhǔn)設(shè)備：（1）聲校準(zhǔn)器。聲校準(zhǔn)器的精確度要達(dá)到JJG176-2005聲校準(zhǔn)器技術(shù)規(guī)范中的1級(jí)技術(shù)要求。（2）多頻聲校準(zhǔn)器。當(dāng)儀器的頻率范圍在31.5 Hz-16 kHz時(shí)，多頻聲校準(zhǔn)器的精確度需達(dá)到JJG176-2005聲校準(zhǔn)器技術(shù)規(guī)范中的2級(jí)技術(shù)要求。（3）頻率計(jì)。當(dāng)儀器的頻率范圍在20 Hz-20 kHz時(shí)，頻率計(jì)測(cè)量的最大誤差應(yīng)好于±0.01%。（4）失真度測(cè)量?jī)x。諧波失真和總失真測(cè)量允許的最大誤差要優(yōu)于±l0%（滿刻度）。

4 電聲器件測(cè)試儀類儀器校準(zhǔn)的方法研究

4.1儀器自動(dòng)校準(zhǔn)的內(nèi)容

電聲器件測(cè)試儀校準(zhǔn)中，有兩個(gè)部分的內(nèi)容可以通過(guò)儀器進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)：（l）內(nèi)部電信號(hào)校準(zhǔn)。一般的電聲器件測(cè)試儀內(nèi)部都設(shè)有內(nèi)部自動(dòng)電信號(hào)校準(zhǔn)功能，在完成儀器的開(kāi)機(jī)啟動(dòng)后，可以通過(guò)運(yùn)行內(nèi)部電信號(hào)校準(zhǔn)功能使儀器完成自動(dòng)內(nèi)部校準(zhǔn)[2]。（2）傳聲器校準(zhǔn)。電聲器件測(cè)試儀在進(jìn)行聲信號(hào)輸入校準(zhǔn)時(shí)，需要利用傳聲器來(lái)接收信號(hào)。因此，在校準(zhǔn)工作開(kāi)始前要利用聲校準(zhǔn)器對(duì)傳聲器進(jìn)行校準(zhǔn)。

4.2儀器外部校準(zhǔn)

在儀器校準(zhǔn)工作中，外部校準(zhǔn)工作是不可忽視的部分.通過(guò)對(duì)儀器外觀的觀察與校準(zhǔn)能夠?qū)x器的性能進(jìn)行初步的判斷。首先，校準(zhǔn)人員要對(duì)電聲測(cè)試儀器的主機(jī)以及輔助配件的名稱、型號(hào)、符號(hào)標(biāo)識(shí)的清晰度和完整度進(jìn)行校準(zhǔn)，保證各個(gè)部件的標(biāo)識(shí)清楚。其次，要對(duì)電聲器件測(cè)試儀器的機(jī)械損傷進(jìn)行校驗(yàn)，保證儀器連接線和接頭的穩(wěn)定性與可靠性，確保線路的連接順暢穩(wěn)固，避免由于接頭松動(dòng)和接觸不良等情況對(duì)儀器的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。再次，要對(duì)電聲器件測(cè)試儀器的按鍵以及開(kāi)關(guān)按鈕等進(jìn)行校準(zhǔn)，保證開(kāi)關(guān)以及按鍵的有效性與準(zhǔn)確性。最后，要對(duì)電聲儀器測(cè)試儀不同部分的連接進(jìn)行校準(zhǔn)，保證各部件準(zhǔn)確順暢連接，在通電后能夠正常運(yùn)行。

4.3仿真嘴校準(zhǔn)

（l）在仿真嘴的歸一化自由聲場(chǎng)響應(yīng)校準(zhǔn)方面，將電聲器件測(cè)試儀的功能設(shè)置在需要測(cè)試的功能狀態(tài)中，連接儀器的聲壓級(jí)測(cè)量回路和主機(jī)，使其處于校準(zhǔn)狀態(tài)；將傳聲器定位置于仿真嘴的水平距離50 mm處；再使電聲器件測(cè)試儀的仿真嘴發(fā)出聲音，并利用實(shí)時(shí)聲分析儀的1/3倍頻程實(shí)時(shí)分析測(cè)試功能，結(jié)合仿真嘴軸線距嘴唇平面50 mm歸一化自由聲場(chǎng)響應(yīng)，明確仿真嘴的1/3倍頻程聲壓級(jí)，得出的差值也就是仿真嘴的歸一化自由聲場(chǎng)響應(yīng)[3]。（2）仿真嘴的最大聲壓級(jí)校準(zhǔn)。在這一指標(biāo)的校準(zhǔn)過(guò)程中，將實(shí)時(shí)聲分析儀的傳聲器定位于仿真嘴的參考點(diǎn)處，通過(guò)仿真話音的信號(hào)輸出以及實(shí)時(shí)聲分析儀，對(duì)電聲器件測(cè)試儀的信號(hào)源輸出值進(jìn)行不斷的調(diào)試，對(duì)仿真嘴最大聲壓級(jí)進(jìn)行校準(zhǔn)。

5 儀器信號(hào)源校準(zhǔn)方法

5.1信號(hào)源頻率校準(zhǔn)

對(duì)電聲器件測(cè)試儀的信號(hào)源頻率進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，首先將測(cè)試儀通電并進(jìn)行預(yù)熱，隨后將測(cè)試儀設(shè)置在校準(zhǔn)功能上，啟動(dòng)內(nèi)置儀器內(nèi)置信號(hào)源的工作，同時(shí)將其設(shè)置于單一固定頻率以及人工調(diào)節(jié)頻率中，在此基礎(chǔ)上，把內(nèi)置信號(hào)源的電信號(hào)輸出端與頻率計(jì)的輸入端進(jìn)行連接[4]。利用頻率計(jì)對(duì)儀器信號(hào)源頻率的上限與下限進(jìn)行明確，進(jìn)而得出信號(hào)源頻率范圍。在信號(hào)源頻率范圍內(nèi)選取個(gè)倍頻程測(cè)點(diǎn)，觀察記錄各個(gè)測(cè)點(diǎn)的示值以及此時(shí)頻率計(jì)測(cè)量得出的值，進(jìn)而得到儀器的信號(hào)源頻率示值誤差。

5.2信號(hào)源幅頻特性校準(zhǔn)

在對(duì)電聲器件測(cè)試儀的信號(hào)源幅頻特性進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，首先按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)儀器進(jìn)行通電和預(yù)熱，把儀器設(shè)置在校準(zhǔn)功能上，啟動(dòng)內(nèi)置信號(hào)源的工作并將其保證在正弦定頻信號(hào)狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，連接儀器內(nèi)置信號(hào)源電信號(hào)輸出端和數(shù)字電壓表的輸入端[5]。同樣，在信號(hào)源的頻率范圍內(nèi)選取各倍頻程的測(cè)點(diǎn)，觀察并記錄各測(cè)試點(diǎn)在數(shù)字電壓表上顯示的電壓數(shù)值，利用不同的電壓示值算取信號(hào)源頻率的幅頻特性以及信號(hào)源的輸出電壓。

5.3信號(hào)源總失真校準(zhǔn)

電聲器件測(cè)試儀信號(hào)源總失真的校準(zhǔn)需要用到失真度測(cè)量?jī)x以及數(shù)字電壓表，首先依照標(biāo)準(zhǔn)使用方法將儀器內(nèi)置信號(hào)源的輸出信號(hào)設(shè)置到最大輸出電平，觀察并記錄數(shù)字電壓表中l(wèi) kHz的輸出電壓值[6]。隨后將信號(hào)源輸出端與失真度測(cè)量?jī)x的輸入端進(jìn)行連接。在信號(hào)源頻率范圍之內(nèi)，選取各倍頻程的信號(hào)源頻率，之后將失真度測(cè)量?jī)x設(shè)置在總失真測(cè)量功能上，觀察并記錄不同頻率在失真度測(cè)量?jī)x上所顯示的總失真值。

5.4電信號(hào)測(cè)量幅值線性校準(zhǔn)

對(duì)電聲器件測(cè)試儀的電信號(hào)測(cè)量幅值線性進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，要將儀器設(shè)置在校準(zhǔn)狀態(tài)中，對(duì)電信號(hào)輸入端的電壓值進(jìn)行測(cè)量和指示[7]。隨后，將聲頻信號(hào)發(fā)生器的輸出正弦頻率設(shè)置在1 kHz，同時(shí)對(duì)儀器的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)使數(shù)字電壓表的數(shù)值顯示為50.0 mV。再按照測(cè)試儀的標(biāo)準(zhǔn)要求在幅值測(cè)量范圍內(nèi)選取測(cè)試點(diǎn)，并對(duì)聲頻信號(hào)發(fā)生器的輸出電平進(jìn)行調(diào)控，將測(cè)試儀指示于指定的校準(zhǔn)點(diǎn)。

5.5聲壓級(jí)測(cè)量誤差校準(zhǔn)

電聲器件測(cè)試儀類儀器的聲壓級(jí)測(cè)量誤差校準(zhǔn)，需要將儀器設(shè)置在聲壓級(jí)測(cè)量校準(zhǔn)狀態(tài)下，并將儀器與聲壓測(cè)試回路以及主機(jī)進(jìn)行聯(lián)通，對(duì)聲壓級(jí)測(cè)量誤差進(jìn)行測(cè)定和計(jì)算。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)電聲器件測(cè)試類儀器進(jìn)行校準(zhǔn)能夠?qū)x器的測(cè)量性能進(jìn)行保證，進(jìn)而有效地完成電聲器件的測(cè)試工作，保汪電聲器件的質(zhì)量。對(duì)電聲器件測(cè)試儀類儀器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，必須具備專業(yè)的校準(zhǔn)人員和校準(zhǔn)設(shè)備，同時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方法對(duì)儀器的各項(xiàng)指標(biāo)和示值進(jìn)行校準(zhǔn)和明確。

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