声学测量原理与方法PDF电子书下载

第1章 声学基础概述 1

1.1 声波的产生和表述 1

1.1.1 声波的产生 1

1.1.2 描述声波的基本物理量 2

1.2 声波方程 7

1.2.1 流体介质的三个基本方程 7

1.2.2 一维声波波动方程 7

1.2.3 三维声波波动方程 8

1.2.4 声波传播速度 8

1.3 声学量的级与分贝 9

1.3.1 使用级与分贝的原因 9

1.3.2 声压级、声强级和声功率级 10

1.4 声波的传播 12

1.4.1 平面声波的传播 12

1.4.2 球面声波的传播 12

1.4.3 柱面声波的传播 13

1.5 声波的反射、折射、散射和衍射 14

1.5.1 声学边界条件 15

1.5.2 声波的反射和折射 15

1.5.3 声波的散射和衍射 17

1.6 声波的叠加与干涉 18

1.6.1 叠加原理 19

1.6.2 驻波 19

1.6.3 声波的相干性 20

1.6.4 无规相位的声波叠加 21

1.7 声波导管与管中的声波 23

1.7.1 矩形声波导管 23

1.7.2 圆柱形声波导管 26

1.8 室内声场 28

1.8.1 室内声学的波动理论 28

1.8.2 室内统计声学 32

第2章 测量信号与声学环境 39

2.1 声学测量常用的信号 39

2.1.1 纯音信号 39

2.1.2 啭音信号 39

2.1.3 猝发音信号 40

2.1.4 噪声信号 40

2.2 声学测试声场 42

2.2.1 自由声场 42

2.2.2 扩散声场 46

思考题 48

第3章 测量传声器的校准 49

3.1 测量传声器的工作原理 49

3.1.1 传声器的分类 49

3.1.2 电容传声器的工作原理 49

3.2 传声器校准的目的和意义 51

3.3 传声器灵敏度 52

3.3.1 传声器灵敏度的定义 52

3.3.2 不同灵敏度的比较和使用 54

3.4 互易原理 55

3.4.1 线性网络互易原理 55

3.4.2 声场中的互易原理 56

3.4.3 电声互易原理 57

3.5 自由场灵敏度的互易校准 58

3.5.1 三只互易传声器校准方法 58

3.5.2 辅助声源法 60

3.5.3 插入电压技术与电转移阻抗测量 61

3.5.4 影响自由声场灵敏度校准的因素 62

3.6 自由场灵敏度的比较法校准 66

3.7 声压灵敏度的耦合腔互易校准 67

3.7.1 耦合腔互易校准方法 68

3.7.2 耦合腔互易校准的修正 70

3.8 声压灵敏度的比较法校准 71

3.8.1 同时激励比较法 72

3.8.2 替代比较法 72

3.8.3 比较法校准中注意的问题 73

3.9 声校准器校准 74

3.9.1 活塞发声器 74

3.9.2 声级校准器 76

3.10 传声器灵敏度的修正值 77

3.10.1 修正值K0的来源 77

3.10.2 K0值的使用 78

3.11 静电激励器测量声压灵敏度频率响应 78

思考题 80

第4章 噪声测量 81

4.1 声级计的原理及其性能测量 81

4.1.1 声级计的工作原理 81

4.1.2 声级计的主要性能及其测量 83

4.1.3 声级计的整机校准 92

4.2 滤波器与频率分析仪 93

4.3 声强测量系统 96

4.3.1 声强测量原理 96

4.3.2 声强测量仪器 97

4.3.3 声强测量探头 100

4.4 噪声的评价方法和评价量 101

4.4.1 响度级与响度 102

4.4.2 噪度和感觉噪声级 103

4.4.3 A声级 105

4.4.4 D声级 106

4.4.5 等效连续声级LAcq 106

4.4.6 昼夜等效声级 107

4.4.7 统计声级（累积百分声级）LN 107

4.4.8 交通噪声指数TNI 108

4.4.9 噪声污染级 108

4.4.10 语言干扰级 109

4.4.11 噪声评价标准 109

4.4.12 噪声评价数 110

4.5 噪声标准的限值与适用范围 111

4.5.1 环境噪声限值标准 112

4.5.2 交通运输噪声限值标准 114

4.5.3 噪声控制限制标准 115

4.6 噪声级的测量 116

4.6.1 稳态噪声测量 116

4.6.2 非稳态噪声测量 117

4.7 噪声源声功率测量 118

4.7.1 声压法测量噪声源声功率 119

4.7.2 声强法 123

4.7.3 标准声源比较法 125

4.7.4 振速法测量噪声源声功率 126

4.8 噪声源识别与定位 127

4.8.1 声学测量分析法 127

4.8.2 信号分析法 129

4.9 环境噪声测量方法 130

4.9.1 测量基本要求 130

4.9.2 声环境质量的测量 131

4.9.3 边界排放噪声测量 132

4.10 工业企业噪声测量 135

4.10.1 机器设备噪声测量 135

4.10.2 生产环境（车间）噪声测量 136

思考题 137

第5章 振动测量 138

5.1 概述 138

5.2 振动传感器 139

5.2.1 振动传感器的分类与特点 139

5.2.2 压电加速度计的工作原理 139

5.2.3 振动传感器的选择与安装 141

5.3 振动前置放大器 143

5.3.1 电荷放大器 143

5.3.2 电压放大器 144

5.4 加速度计校准 145

5.4.1 激光干涉技术的绝对校准 145

5.4.2 比较法校准 146

5.4.3 应用振动激励器校准 147

5.4.4 频率响应测量 147

5.5 振动测量仪 148

5.6 环境振动标准限值及其测量 149

5.6.1 环境振动标准 149

5.6.2 环境振动测量方法与评价量 151

5.7 机器振动的测量 151

思考题 153

第6章 建筑声学测量 154

6.1 阻抗管驻波比法测量法向吸声系数和声阻抗率 154

6.1.1 测量装置的描述 154

6.1.2 平面波产生的条件 154

6.1.3 吸声系数测量原理 155

6.1.4 法向声阻抗率比的测量 158

6.1.5 测量工作频率范围 160

6.1.6 探管声中心和管内声波衰减的校正 160

6.2 阻抗管双传声器传递函数法测量吸声系数 162

6.2.1 测量原理和方法 163

6.2.2 传声器失配的校正 164

6.3 混响室法测量材料的无规入射吸声系数 166

6.3.1 测量原理 166

6.3.2 测量装置与方法 167

6.3.3 测量设备的要求 168

6.4 隔声测量 169

6.4.1 隔声量 169

6.4.2 实验室法测量隔声 169

6.4.3 现场测量方法 173

6.5 厅堂声学测量 175

6.5.1 厅堂的建筑声学特性测量 175

6.5.2 扩声特性测量 179

思考题 181

第7章 超声测量 183

7.1 水听器校准 183

7.1.1 超声水听器的类型及其性能 184

7.1.2 灵敏度与相关电声参数的定义 186

7.1.3 自由场三换能器互易法校准 187

7.1.4 两换能器互易法 195

7.1.5 激光干涉法校准 198

7.1.6 水听器的自由场比较法校准 200

7.2 超声场声压测量 201

7.2.1 连续正弦声压测量 201

7.2.2 脉冲正弦声压测量 202

7.2.3 声场中的噪声测量 204

7.3 超声功率测量 204

7.3.1 辐射压力法 204

7.3.2 量热法 206

7.3.3 电测法 207

7.3.4 声光法 209

7.4 超声换能器电声参数测量 210

7.4.1 换能器阻抗特性测量 211

7.4.2 换能器输入电功率测量 213

7.4.3 换能器辐射声功率的测量 215

7.4.4 换能器电声效率的测量 217

7.5 介质中的超声声速和衰减测量 218

7.5.1 声速的测量 218

7.5.2 超声衰减测量 220

7.6 非线性参数测量 221

7.6.1 非线性物态方程与非线性参量 222

7.6.2 非线性参数的热力学测量方法 222

7.6.3 非线性参数的有限振幅声波测量法 223

7.6.4 非线性参数的混合规则 224

思考题 225

第8章 声信号分析和处理基础 226

8.1 信号的分类及描述 226

8.1.1 信号的分类 226

8.1.2 确定性信号 227

8.1.3 随机信号 229

8.2 声信号的模拟分析 236

8.2.1 滤波器及其特性 236

8.2.2 检波器 239

8.2.3 频谱分析 241

8.2.4 模拟信号的实时分析 242

8.3 声信号的数字处理分析 244

8.3.1 采样定理和频率混叠 245

8.3.2 量化与动态范围 247

8.3.3 快速傅里叶变换 248

8.3.4 FFT对信号进行谱分析 249

8.3.5 数字滤波器 253

主要参考文献 257

索引 259