Измерение мощности излучателей звука

Измерения мощности излучателей звука можно разделить на две группы: 1) определение мощности электроакустических преобразователей; 2) измерение мощности источников шума.

Измерение мощности электроакустических преобразователей. Обычно для определения акустической мощности излучателей необходимо выполнять ряд вспомогательных измерений, которые сами по себе являются трудоемкими и сложными.

Одним из распространённых методов определения акустической мощности является ее расчет на основании результатов измерений звукового давления р на расстоянии r от излучателя по формуле.

.

где сс — волновое сопротивление среды, в которой распространяются акустические колебания;

г — коэффициент направленности излучателя.

Метод применим только для измерений в плоской волне. Поэтому эти измерения можно проводить в дальнем поле преобразователя, где обычно волну считают плоской.

Акустическая мощность излучателя, в свою очередь связана с его электрической мощностью через к.п.д. Электроакустические излучатели, как электромеханические преобразователи энергии, характеризуются следующими к.п.д.:

а) электроакустическим к.п.д. зэа, показывающим, какая часть потребляемой излучателем электрической мощности Nэ преобразуется в полезную акустическую мощность Nа:

;

б) электромеханическим к.п.д. зэм, показывающим, какую часть потребляемой электрической мощности составляет механическая мощность Nм:

;

в) акустико-механическим к.п.д. зам, определяющим соотношение между излучаемой акустической и механической мощностями:

.

Все эти коэффициенты связаны между собой соотношением зэа = зэм? зам .

К.п.д. излучателей является также важной характеристикой его работы.

Электрическую мощность, подводимую к излучателю, определяют с помощью ваттметра, а акустическую мощность — например, описанным выше методом.

Необходимо отметить, что акустические излучатели имеют невысокий к.п.д. Так, например, к.п.д. громкоговорителей составляет порядка (4 — 5)%, подводных электродинамических излучателей — порядка 9%, магнитострикционных резонансных — порядка (40 — 55)% и ферритовых резонансных — до (60 — 70)%.

В гидроакустических измерениях на высоких частотах широко применяют так называемый ваттметровый метод определения к.п.д. Еще один способ определения к.п.д. основан на измерении частотной характеристики модуля электрического полного сопротивления или проводимости излучателя [1].

Оба этих метода не применяются в тех случаях, когда электромеханический к.п.д. мал, так как при этом нет заметной разницы между потребляемой энергией на резонансе и вне резонанса и тогда, когда декремент затухания преобразователя в воде велик. При этом невозможно отделить электрические потери от механических.

Существуют также различные конструкции акустических ваттметров для измерения энергетических характеристик акустических полей в жидкости [1].

Измерение мощности источников шума. Выполнение измерений мощности источников шума регламентируется группой различных стандартов.

ГОСТ 12.1.024−81. ССБТ регламентирует определение шумовых характеристик источников шума в заглушенной камере точным методом.

ГОСТ 12.1.025−81. ССБТ регламентирует определение шумовых характеристик источников шума в реверберационной камере точным методом.

ГОСТ 12.1.026−81. ССБТ предписывает определение шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью техническим методом.

ГОСТ 12.1.027−81. ССБТ описывает определение шумовых характеристик источников шума в реверберационной камере техническим методом.

ГОСТ 12.1.028−81. ССБТ регламентирует определение шумовых характеристик источников шума ориентировочным методом.

ГОСТ 27 243–87 описывает ориентировочный метод определения уровня звуковой мощности шума машин при помощи образцового источника звука.

Ключевые слова: измерение, мощность излучателя, акустическая мощность, электрическая мощность, механическая мощность, к.п.д., метод определения акустической мощности.

Контрольные вопросы Как определяется акустическая мощность излучателя звука?

Что такое акустическая мощность излучателя звука?

Как определяется электроакустический к.п.д. излучателя?

Какими документами регламентируется измерение мощности источников шума?