При испытании микрофонов — приемников давления допускается использовать «трубу-резонатор».
Рекомендуемая конструкция устройства для получения высокого уровня звукового давления—«трубы-резонатора»—приведена на черт. 18 приложения 3.
Устройство «звукоизолированная каме- р а»
Уровень помех внутри «звукоизолированной камеры» должен быть не менее чем на 12 дБ (дБА) ниже уровня шума измеряемого источника.
Устройство для создания электромагнитного поля
Устройство должно обеспечить синусоидальное однородное магнитное поле.
Неоднородность магнитного поля не должна быть более 2 %.
Напряженность магнитного поля, направление воздействия и частота измерения должны быть указаны в НТД.
Рекомендуемая конструкция устройства приведена на черт. 21 приложения 3.
Устройство для создания механических гармонических колебаний «в и б р о с т е н д»
Устройство должно обеспечивать механическое гармоническое колебание приемной поверхности микрофона со значением ускорения, частотой, направлением и продолжительностью в соответствии с требованиями, изложенными в НТД. Допустимые отклонения сказанных параметров от требуемых — не более ±0,5 дБ.
Вибродатчик
Масса вибродатчика — не более 60 г.
Неравномерность частотной характеристики чувствительности—• не более 1,0 дБ.
Погрешность градуировки — не более ±1,2 дБ.
Устройство для создания климатических условий, отличных от нормальных, — «климатическая камера»
Устройство должно обеспечивать:
температуру воздуха от минус 40 до плюс 60 °С с допустимым отклонением ±2 °С;
относительную влажность от 85 до 93 % с допустимым отклонением ±3 %;
атмосферное давление от 86 до 106 кПа.
Внутренние размеры устройства должны обеспечивать размещение излучателя и микрофона на расстоянии не менее 0,5 м дрмг от друга и не менее 0,2 м от стен.
Устройство для создания ветровой помехи для измерения микрофонов на ветровоспри- имчивость
Устройство должно обеспечивать создание ветровой помехи в точке размещения микрофона со скоростью движения, плавно изменяющейся в пределах 0—8 м/с.
Уровень спектральной плотности звукового давления ветровой помехи должен соответствовать характеристике, приведенной на черт. 1.
Частоти, Гц
1 — теоретическое значение урезня спектральной плотности звукового давленая ветровой помехи; 2 — границы допускаемых отклонена й
Черт. 1
Рекомендуемые конструкции устройства для получения вегра:
«аэродинамическая труба» — приведена на черт. 19 приложения 3;
«маятник» — приведен на черт. 20 приложения 3.
.28. Измеритель коэффициента гармоник
Диапазон измеряемых коэффициентов гармоник — от 0,1 до зо у,.
Предел основной погрешности измерений должен быть не более ±(0,1 КГ11 +0,1) %, где К,у. — верхний предел шкалы.
Магазин сопротивлений
Магазин сопротивлений должен обеспечивать возможность отсчета электрического сопротивления с погрешностью не более ±2 % значения измеряемого сопротивления.
Мощность рассеивания должна быть не менее электрической мощности, подводимой к магазину сопротивлений при измерении.
Для автоматизации измерений допускается использовать устройства, преобразующие измеряемые сигналы в цифровую фор- ■'у с последующей обработкой на электронно-вычислительной машине.. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ
Общие положения
Условия, приведенные в разд. 2, являются общими для всех методов измерений электроакустических характеристик микрофонов. Дополнительные условия измерений указаны при описании конкретного метода.
Методы измерений могут зависеть от принципа преобразования микрофона (электростатический, электродинамический, электромагнитный, пьезоэлектрический), типа микрофона (приемник давления, приемник градиента давления, комбинированный) и диаграммы направленности (ненаправленный, направленный, односторонненаправленный, остронаправленный). Конкретные методы должны быть указаны в НТД или (и) техническом задании, методике измерений, конструкторской документации, паспорте и т. п. на микрофон конкретного типа (далее — техническая документация).
Частоты для электроакустических измерений
При измерениях на дискретных частотах (по точкам) используют частоты, заданные как предпочтительные в ГОСТ 12090. Если измерение проводят на одной (опорной) частоте, то это должна быть частота 1000 Гц.
При определении зависимости характеристик микрофонов от частоты измерения проводят на частотах с интервалом не уже чем в треть октавы и на частотах, на которых ожидаются пики или провалы частотной характеристики, при этом частота 1000 Гц является обязательной.
При измерениях в полосах частот постоянной относительной ширины предпочтение следует отдавать октавным или тпетьоктявным полосам.
Измеряемые значения, точность измере- и и й
Значения напряжения, тока, звукового давления и других физических величин, используемых в настоящем стандарте, являются средними квадратическими значениями, если в НТД (технической документации) не установлено иное.
Погрешность измерения электроакустических характеристик испытуемых микрофонов, идентичных измерительному, используемому для сравнения, не должна быть более ±2,0 дБ при вероятности /э<: = 0,95, а погрешность измерения электроакустических характеристик микрофонов, неидентичных измерительному, не дол а быть более ±3,0 дБ при вероятности Р* = 0,95.
Алгоритм и пример расчета погрешности результатов измерения приведены в приложении 4.
При необходимости проведения более точных измерений допускаемые пределы погрешности следует устанавливать в НТД (технической документации).
Уровень помех
Уровень измеряемого электрического сигнала должен превышать общий уровень шумов, электрических помех и иных маскирующих сигналов не менее чем на 12 дБ. Допускается применять меры, уменьшающие долю суммы иных сигналов в измеряемом сигнале (например включать в измерительный тракт соответствующие фильтры).
Требование к технике безопасности
Уровень звукового давления на рабочих местах не должен превышать установленного для группы 5 по ГОСТ 12.1.003.
Все средства измерений и вспомогательные устройства должны удовлетворять требованиям безопасности по ГОСТ 22261.
Номинальные и нормальные условия измерения
Основііымй величинами, определяющими номинальные и нормальные условия измерений, являются:
номинальное электрическое сопротивление микрофона;
номинальное электрическое сопротивление нагрузки;
номинальное напряжение питания микрофона;
номинальная чувствительность микрофона.
ГІри необходимости вышеуказанные параметры устанавливают в НТД (технической документации).
Номинальные условия измерения
Микрофон считают работающим в номинальных условиях, если:
микрофон подключен к номинальному электрическому сопротивлению нагрузки;
микрофон (за исключением микрофона ближнего действия) помещен в свободное поле плоской звуковой волны, падающей под углом 0 ° к рабочей оси микрофона.
Звуковое давление (в отсутствие микрофона) в рабочей точке звукового поля равно 0,2 Па и имеет синусоидальную форму;
или микрофон (ближнего действия) помещен в поле звуковой волны излучателя «искусственный рот», падающей под углом 0° к рабочей оси микрофона, на расстоянии не более 0,05 м от излучателя, если в НТД (технической документации) не установлено иное значение расстояния.
Звуковое давление (в отсутствие микрофона) в рабочей точке поля должно быть синусоидальным и равным 3 Па. Уровень звукового давления в рабочей точке устанавливают на частоте 1000 Гц, если в НТД (технической документации) не установлено иное значение частоты.
Нормальные условия измерения
Измерения характеристик микрофона проводят в нормальных условиях, если в НТД (технической документации) не установлено иное.
Микрофон считают работающим в нормальных условиях, если:
электрическое сопротивление нагрузки равно номинальному;
звуковое давление имеет синусоидальную форму и его уровень на 10 дБ менее заданного для номинальных условий и превышает уровень акустических и электрических помех не менее чем на 12 дБ;
звуковые поля соответствуют требованиям, установленным для номинальных условий измерения, и угол падения звуковой волны равен 0 °.
.Нормальные климатические условия измерения
Измерения проводят при любой комбинации температур, влажности и атмосферного давления в следующих пределах:
температура окружающей среды 15—35°С (предпочтительно при 20°С);
относительная влажность 25—75 %;
атмосферное давление 86—106 кПа.
Перед проведением измерений микрофон должен быть в нормальных климатических условиях в течение времени, указанного в НТД (технической документации). Если время не указано, то оно должно быть не менее 1 ч.
При необходимости проводить измерения характеристик микрофонов в климатических условиях, выходящих за пределы нормальных, эти условия следует указывать в НТД (технической документации) .
Акустические условия измерения
Измерения электроакустических характеристик микрофонов проводят в различных акустических условиях:
в свободном поле — плоской или сферической волны; волны, создаваемой излучателем «искусственный рот»;
в диффузном поле;
в камере «малого объема».
УСЛОВИЯ СВОбоДНОГО ПОЛЯ ЗВуКОВОЙ ВОЛ" н ы
Условия свободного поля звуковой волны при измерении микрофонов считают выполненными, если погрешность измерений, обусловленная отклонением плоской или сферической звуковых волн или волны, создаваемой излучателем «искусственный рот», от идеальных условий, не превышает + 1,0 дБ. В рабочей области свободного звукового поля звуковые давления не должны отличаться от теоретических значений, полученных для идеальных условий, более чем на +1,0 дБ.
Рабочая область поля должна быть не менее сферы диаметром 0,1 м и не менее пространства, занимаемого при измерении конструктивными элементами микрофона, участвующими в формировании его электроакустических характеристик (при необходимости указывают в НТД или (и) технической документации).
Условия свободного поля сферической звуковой волны
Рабочую область с условиями свободного поля сферической звуковой волны можно получить в звукомерной заглушенной камере или открытом пространстве.
Условия сферической звуковой волны в свободном поле практически реализуются, если:
размеры источника звука и микрофона незначительны по сравнению с длиной волны;
выполняются соотношения г^d,гпри сравнимых с длиной волны размерах микрофона и источника звука, где
>' — расстояние от рабочего центра излучения до рабочей точки поля, м;
а — диаметр излучателя, м; X — длина звуковой волны, м.
Условия свободного поля плоской звуковой волны
Рабочую область с условиями свободного поля плоской звуковой волны можно получить:
в установке «бесконечная труба»;
в звукомерной заглушенной камере или открытом пространстве на достаточно большом расстоянии от источника звука.
Практически условия плоской звуковой волны в свободном поле реализуются в сферической звуковой волне на расстоянии, равном или превышающем половину длины волны от рабочего центра излучения на самой низкой частоте измерения.
Условия свободного поля излучателя «искусственный рот»
Рабочую область с условиями свободного поля, создаваемого излучателем звука «искусственный рот», можно получить в заглушенной камере или открытом пространстве при расположении рабочей точки на расстоянии от 0,01 до 0,1 м вдоль рабочей оси излучения.
Рабочий центр излучения должен быть на расстоянии от отражающих поверхностей не менее чем 1,0 м вдоль рабочей оси излучения и не менее чем 0,2 м в перпендикулярной к ней плоскости.
- Условия диффузного звукового поля
Рабочую область с условиями диффузного звукового поля можно получить в реверберационной камере или в незаглушенном помещении.
Условия диффузного звукового поля в рабочей области считают выполненными, если размещение излучателей обеспечивает изменение напряжения на выходе измерительного микрофона — приемника давления не более 3 дБ на частотах до 100 Гц; 2 дБ — от 100 до 315 Гц и 1,5 дБ — свыше 315 Гц.Рабочая область диффузного поля должна быть не менее пространства, занимаемого конструктивными элементами микрофона, участвующими в формировании его электроакустических характеристик (при необходимости указывают в НТД или (и) технической документации). Время реверберации в реверберационной камере должно быть не менее значения, указанного в табл. 1.
Таблица 1
Частоти, і и |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
Время реверберации, с |
5 |
5 |
5 |
4,5 |
3,5 |
2 |