国家自由场声压基准装置改造频率计权的插入算法和实现

摘要

声压计量主要分为空气声和水声声压计量。国家自由场声压基准，是我国空气声声压基准的重要组成部分，是空气声声压的最高标准，负责全国空气声声压的量值传递溯源和国际比对。实验室标准传声器是声压基准标准器件。自由场声压基准是根据互易原理对实验室标准电容传声进行互易校准,实现其灵敏度的测量，从而完成空气声声压基准量值复现。我国目前传声器自由场互易校准装置是三十年前建立的，设备相对落后，存在校准周期长，自动化程度低的等问题，与国际先进水平存在一定的差距。
　　本论文正是针对目前校准存在的问题，对实验室标准传声器灵敏度测量原理和测量方法进行了详细分析。在分析的基础上，对声频信号发生器输出电压幅度控制在传声器灵敏度测量过程的作用和本质进行了研究。在保持原校准方案核心内容条件下，提出了声频信号发生器输出电压控制的新方法，即用动态频率计权的插入来控制声频信号发生器的输出电压幅度。
　　新方法代替原测量过程中利用交流电阻箱控制信号的变动的方法，能有效地减少测量环节和缩短测量时间，解决了测量周期长的问题。在测量设备升级更新方面，应用最新测量分析仪器完成设备的精简和更新，使校准的过程更为可靠直观，为自动化测量奠定了基础。本文详细设计了新旧测量方法的比对实验，并对测量结果不确定度进行分析和评定。实验结果表明，本论文提出的新方法切实可行，为校准的自动化进行有益探索，缩短我国实验室标准传声器互易校准与国际先进水平的差距。
　　本文的内容如下：
　　第一章介绍了实验室标准传声器的互易校准中的基本概念、原理和概况，国内外研究现状和本课的选题和研究内容；
　　第二章分析了实验室标准传声器互易校准中的灵敏度测量原理和测量过程。研究了声频信号发生器在转移阻抗测量中电压幅度控制要求，提出了电压幅度控制的改进思路；
　　第三章主要研究了控制声频信号发生器幅度的动态频率计权的获取和插入；现代测量分析仪器的应用以及新方法的实验验证和考察新方法对校准结果的影响；
　　第四章对新方法的测量不确定度进行了分析和评价；
　　第五章是研究结论和展望。

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第一章 绪论

1.1 实验室标准传声器互易校准的发展概况及现状

1.2 当前实验室标准传声器校准的研究状态和发展态势

1.3 本论文的选题和研究内容

第二章 传声器灵敏度测量分析

2.1 传声器灵敏度和测量原理

2.2 灵敏度测量过程分析

2.3 声频信号发生器电压幅度控制分析

2.4 本章总结

第三章 动态频率计权控制声频信号发生器电压幅度的实现

3.1 动态频率计权

3.2动态频率计权算法和获取

3.3用动态频率计权控制声频信号发生器电压幅度

3.4测量设备更新

3.5 实验验证

3.6 本章总结

第四章 测量结果不确定度分析评定

4.1 数学模型

4.2 合成标准不确定度公式及灵敏系数

4.3 标准不确定度一览表

4.4 标准不确定度的计算

4.5 合成标准不确定度

4.4中计算出的各标准不确定度独立无关，根据合成标准不确定度公式, 有

4.6 扩展不确定度

第五章 结论和展望

5.1 本论文研究总结

5.2 前景展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果