JF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1293—2011
静电激励器校准规范
Calibration Specificationfor Electrostatic Actuators
2011-10-04实施
2011-07-04发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1293—2011
静电激励器校准规范 Calibration Specificationfor
JJF1293—2011
ElectrostaticActuators
本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年7月4日批准，并自
2011年10月4日起施行。
归口单位：全国声学计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院
衡阳衡仪电气有限公司陕西师范大学应用声学所
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1293—2011
本规范起草人：
何龙标（中国计量科学研究院）刘湘衡（衡阳衡仪电气有限公司）陈剑林（中国计量科学研究院）牛锋（中国计量科学研究院）吴胜举（陕西师范大学应用声学所） JJF1293—2011
目 录
1
范围 2 引用文献· 3术语和计量单位· 4概述…· 5计量特性 5.1# 静电激励器响应的重复性 5.2静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性 6校准条件… 6.1环境条件， 6.2标准器及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1校准项目： 7.2校准方法 8校准结果表达 8.1校准记录… 8.2校准数据处理 8.3校准证书 8.4校准结果的不确定度评定， 9复校时间间隔· 附录A校准证书的内容附录B校准结果的不确定度评定实例
(1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (5) (5) (5) (6) (8) JJF1293—2011
静电激励器校准规范
1范围
本规范规定了用于测定传声器频率响应的静电激励器的计量特性、校准条件和校准方法。
本规范适用于测定传声器频率响应的静电激励器的校准。 2引用文献
本规范引用下列文献 JJF1001—1998通用计量术语及定义 JJF1034—2005声学计量名词术语及定义 JJF1059-1999测量不确定度评定与表示 JJG449—2001 倍频程和1/3倍频程滤波器 JJG790一2005实验室标准传声器（耦合腔互易法） GB/T3102.71993声学的量和单位 IEC61094-6：2004测量传声器第6部分：测量频率响应的静电激励器（Meas-
urementmicrophones--Part6:Electrostaticactuators for determination of frequency re sponse)
使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3术语和计量单位
本规范采用JF1001—1998和JJF1034—2005中有关的术语及定义。 本规范采用GB/T3102.7-1993中规定的量和单位。根据本规范需要，引用
IEC61094-6中的以下术语和定义：
传声器的静电激励器响应electrostaticactuatorresponseofa microphone 用特别设计的、由幅频特性均匀的电压驱动的静电激励器测得的，相对于在规定频
率的输出，以频率函数表示的传声器的输出。
注：静电激励器响应的单位为分贝（dB）。
4概述
静电激励器是用于测定传声器频率响应的装置，它由一个导电刚性平板组成。该平板位于传声器膜片附近，在平板与膜片间施加交流电压信号，产生静电力，用以模拟均匀分布在膜片表面上的声压，其基频声压的方均根值力可用式（1）表示：
EaUou d2
(1)
力二
式中：p一基频声压的方均根值，单位为帕（Pa）；
1 JJF1293—2011
ga一静电激励器和膜片间空气的介电常数，单位为法每米（F/m），（在空气中
egas=8.85×10-12F/m)； α—在膜片有效面积上方的静电激励器有效面积和膜片有效面积之比； d-一激励器与膜片间的有效距离，单位为米（m）； U。一施加于激励器和膜片间的直流电压，单位为伏（V) u一施加于激励器和膜片间的交流电压的方均根值，单位为伏（V)。 静电激励器法测定传声器的相对频率响应是一种简易快捷的方法，也是目前测定传
声器频率响应的主要方法之一。该方法得到传声器的相对频率响应，加上预先确定的特定修正值，就能获得该传声器在不同声场类型中的频率响应。 5计量特性 5.1静电激励器响应的重复性
在静电激励器响应的规定频率上，通常选取250Hz，其重复性一般不大于0.04dB。 5.2静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性
静电激励器响应级与声压响应级之差的平均值，和单次测量所得的静电激励器响应级与声压响应级差值的偏差，一般不超过士0.1dB。
注：由于校准无需作出合格与否的判定，因此上述技术指标仅供参考。 6校准条件 6.1环境条件
1）参考环境条件温度：23.0℃；相对湿度：50%；气压：101.325kPa。 2）测量环境条件温度：18℃~28℃；相对湿度：35%~75%；气压：94kPa~103kPa。 在被测频率的频带上，背景噪声声压级至少应低于静电激励器响应级25dB。
6.2标准器及其他设备
1）实验室标准传声器 LS1P和LS2P实验室标准传声器应符合JJG790中计量性能的要求。 2）交流信号源在测量频率范围内，相对于参考频率250Hz的幅频特性优于士0.02dB。 3）直流电压源直流电压源一般为800V，测量期间幅度稳定度优于0.05%。 4）信号分析系统（或等效测量仪器）信号分析系统通常可由测量放大器、1/3倍频程滤波器及前置放大器组成，在测量
2 JJF1293—2011
频率范围内，相对于参考频率250Hz的频率响应优于士0.02dB。
5）数字电压表在测量频率范围内，数字电压表的最大允许误差不超过士0.1%（AC）或士0.05%
(DC)。 7校准项目和校准方法 7.1校准项目
静电激励器的校准项目见表1。
表1静电激励器校准项目一览表
序号 1 2
项目名称
静电激励器响应的重复性静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性
7.2校准方法 7.2.1校准前检查
检查静电激励器的外观，应符合以下要求： 1）静电激励器的文字、标志应清晰可辨。 2）静电激励器的刚性导电板表面应无机械损伤和毛刺，以免产生静电放电，损坏
实验室标准传声器。 7.2.2静电激励器响应的重复性 7.2.2.1静电激励器响应的重复性测量装置方框图如图1所示，图中电阻器的典型值为10Mα、电容器的典型值为5nF。
被校静电激励器
直流电压源
电阻器
实验室标准传声器
交流信号源
电容器
1/3倍频程滤波器
前置放大器
测量放大器
数字电压表
图1静电激励器响应的测量装置
7.2.2.2交流信号源一般由正弦信号发生器和增益不小于20dB的交流放大器组成。 首先设定1/3倍频程滤波器的中心频率为250Hz，正弦信号发生器的信号频率为 250Hz，并从小到大调节输出信号幅度，其信号幅度通常调节至约30V，在测量放大器上的指示约为94dB，经数字电压表读取电压值U。。 7.2.2.3取下被校静电激励器，每次旋转约60°角后重新放置，并按上述7.2.2.2重复
3 JJF1293—2011
测量5次，分别得到电压值U,Us。 7.2.2.4计算出电压值U。~Us单次测量的标准偏差，其值即为静电激励器响应的重复性。 7.2.3静电激励器响应级和声压响应级之差的一致性 7.2.3.1静电激励器响应级测量装置方框图如图1所示，首先按7.2.2.2条测得电压值U。。 7.2.3.2在测量频率范围内，依次设定1/3倍频程滤波器的中心频率和相应正弦信号发生器的输出信号频率，并保持正弦信号发生器的输出电压不变，分别在数字电压表上读出每个被测频率上相应的电压值U。 7.2.3.3静电激励器在被测频率上的响应级可由式（2）给出：
8, =20 0.
(2)
式中：,一被测频率上的响应级，单位为分贝（dB）；
U,一被测频率上的电压值，单位为伏（V）； U。一一在250Hz参考频率上的电压值，单位为伏（V）。 注：由于受交流信号源的幅频特性、信号分析系统（包括测量放大器、前置放大器和1/3倍频
程滤波器）率响应等偏差的影响，应对静电激励器在被测频率上的响应级作相应的修正。
7.2.3.4依据实验室标准传声器在被测频率上的声压灵敏度级，以250Hz频率为参考，计算出相应的声压响应级L。 7.2.3.5静电激励器响应级与声压响应级之差可由式（3）给出：
800
(3)
式中：,一静电激励器响应级与声压响应级之差，单位为分贝（dB)；
8，一静电激励器在被测频率上的响应级，单位为分贝（dB）； 8t一实验室标准传声器在被测频率上的声压响应级，单位为分贝（dB）。
7.2.3.6取下被校静电激励器，每次旋转约120°角后重新放置（或更换相同型号的实验室标准传声器后重新放置），并按上述7.2.3.1至7.2.3.5重复两次，计算出被测频率上静电激励器响应级平均值与声压响应级之差的平均值。 7.2.3.7静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性可由式（4）给出：
,10
(4)
式中：△一一静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性，单位为分贝（dB）；
一每次测量的静电激励器响应级与声压响应级之差，单位为分贝（dB）；一一三次测量的静电激励器响应级与声压响应级之差的平均值，单位为分
+
贝(dB)。
8校准结果表达
8.1校准记录
校准记录应尽可能详尽地记载测量数据和计算结果。 8.2校准数据处理 4 JF
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2011-10-04实施
2011-07-04发布
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静电激励器校准规范 Calibration Specificationfor
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ElectrostaticActuators
本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年7月4日批准，并自
2011年10月4日起施行。
归口单位：全国声学计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院
衡阳衡仪电气有限公司陕西师范大学应用声学所
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1293—2011
本规范起草人：
何龙标（中国计量科学研究院）刘湘衡（衡阳衡仪电气有限公司）陈剑林（中国计量科学研究院）牛锋（中国计量科学研究院）吴胜举（陕西师范大学应用声学所） JJF1293—2011
目 录
1
范围 2 引用文献· 3术语和计量单位· 4概述…· 5计量特性 5.1# 静电激励器响应的重复性 5.2静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性 6校准条件… 6.1环境条件， 6.2标准器及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1校准项目： 7.2校准方法 8校准结果表达 8.1校准记录… 8.2校准数据处理 8.3校准证书 8.4校准结果的不确定度评定， 9复校时间间隔· 附录A校准证书的内容附录B校准结果的不确定度评定实例
(1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (5) (5) (5) (6) (8) JJF1293—2011
静电激励器校准规范
1范围
本规范规定了用于测定传声器频率响应的静电激励器的计量特性、校准条件和校准方法。
本规范适用于测定传声器频率响应的静电激励器的校准。 2引用文献
本规范引用下列文献 JJF1001—1998通用计量术语及定义 JJF1034—2005声学计量名词术语及定义 JJF1059-1999测量不确定度评定与表示 JJG449—2001 倍频程和1/3倍频程滤波器 JJG790一2005实验室标准传声器（耦合腔互易法） GB/T3102.71993声学的量和单位 IEC61094-6：2004测量传声器第6部分：测量频率响应的静电激励器（Meas-
urementmicrophones--Part6:Electrostaticactuators for determination of frequency re sponse)
使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3术语和计量单位
本规范采用JF1001—1998和JJF1034—2005中有关的术语及定义。 本规范采用GB/T3102.7-1993中规定的量和单位。根据本规范需要，引用
IEC61094-6中的以下术语和定义：
传声器的静电激励器响应electrostaticactuatorresponseofa microphone 用特别设计的、由幅频特性均匀的电压驱动的静电激励器测得的，相对于在规定频
率的输出，以频率函数表示的传声器的输出。
注：静电激励器响应的单位为分贝（dB）。
4概述
静电激励器是用于测定传声器频率响应的装置，它由一个导电刚性平板组成。该平板位于传声器膜片附近，在平板与膜片间施加交流电压信号，产生静电力，用以模拟均匀分布在膜片表面上的声压，其基频声压的方均根值力可用式（1）表示：
EaUou d2
(1)
力二
式中：p一基频声压的方均根值，单位为帕（Pa）；
1 JJF1293—2011
ga一静电激励器和膜片间空气的介电常数，单位为法每米（F/m），（在空气中
egas=8.85×10-12F/m)； α—在膜片有效面积上方的静电激励器有效面积和膜片有效面积之比； d-一激励器与膜片间的有效距离，单位为米（m）； U。一施加于激励器和膜片间的直流电压，单位为伏（V) u一施加于激励器和膜片间的交流电压的方均根值，单位为伏（V)。 静电激励器法测定传声器的相对频率响应是一种简易快捷的方法，也是目前测定传
声器频率响应的主要方法之一。该方法得到传声器的相对频率响应，加上预先确定的特定修正值，就能获得该传声器在不同声场类型中的频率响应。 5计量特性 5.1静电激励器响应的重复性
在静电激励器响应的规定频率上，通常选取250Hz，其重复性一般不大于0.04dB。 5.2静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性
静电激励器响应级与声压响应级之差的平均值，和单次测量所得的静电激励器响应级与声压响应级差值的偏差，一般不超过士0.1dB。
注：由于校准无需作出合格与否的判定，因此上述技术指标仅供参考。 6校准条件 6.1环境条件
1）参考环境条件温度：23.0℃；相对湿度：50%；气压：101.325kPa。 2）测量环境条件温度：18℃~28℃；相对湿度：35%~75%；气压：94kPa~103kPa。 在被测频率的频带上，背景噪声声压级至少应低于静电激励器响应级25dB。
6.2标准器及其他设备
1）实验室标准传声器 LS1P和LS2P实验室标准传声器应符合JJG790中计量性能的要求。 2）交流信号源在测量频率范围内，相对于参考频率250Hz的幅频特性优于士0.02dB。 3）直流电压源直流电压源一般为800V，测量期间幅度稳定度优于0.05%。 4）信号分析系统（或等效测量仪器）信号分析系统通常可由测量放大器、1/3倍频程滤波器及前置放大器组成，在测量
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频率范围内，相对于参考频率250Hz的频率响应优于士0.02dB。
5）数字电压表在测量频率范围内，数字电压表的最大允许误差不超过士0.1%（AC）或士0.05%
(DC)。 7校准项目和校准方法 7.1校准项目
静电激励器的校准项目见表1。
表1静电激励器校准项目一览表
序号 1 2
项目名称
静电激励器响应的重复性静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性
7.2校准方法 7.2.1校准前检查
检查静电激励器的外观，应符合以下要求： 1）静电激励器的文字、标志应清晰可辨。 2）静电激励器的刚性导电板表面应无机械损伤和毛刺，以免产生静电放电，损坏
实验室标准传声器。 7.2.2静电激励器响应的重复性 7.2.2.1静电激励器响应的重复性测量装置方框图如图1所示，图中电阻器的典型值为10Mα、电容器的典型值为5nF。
被校静电激励器
直流电压源
电阻器
实验室标准传声器
交流信号源
电容器
1/3倍频程滤波器
前置放大器
测量放大器
数字电压表
图1静电激励器响应的测量装置
7.2.2.2交流信号源一般由正弦信号发生器和增益不小于20dB的交流放大器组成。 首先设定1/3倍频程滤波器的中心频率为250Hz，正弦信号发生器的信号频率为 250Hz，并从小到大调节输出信号幅度，其信号幅度通常调节至约30V，在测量放大器上的指示约为94dB，经数字电压表读取电压值U。。 7.2.2.3取下被校静电激励器，每次旋转约60°角后重新放置，并按上述7.2.2.2重复
3 JJF1293—2011
测量5次，分别得到电压值U,Us。 7.2.2.4计算出电压值U。~Us单次测量的标准偏差，其值即为静电激励器响应的重复性。 7.2.3静电激励器响应级和声压响应级之差的一致性 7.2.3.1静电激励器响应级测量装置方框图如图1所示，首先按7.2.2.2条测得电压值U。。 7.2.3.2在测量频率范围内，依次设定1/3倍频程滤波器的中心频率和相应正弦信号发生器的输出信号频率，并保持正弦信号发生器的输出电压不变，分别在数字电压表上读出每个被测频率上相应的电压值U。 7.2.3.3静电激励器在被测频率上的响应级可由式（2）给出：
8, =20 0.
(2)
式中：,一被测频率上的响应级，单位为分贝（dB）；
U,一被测频率上的电压值，单位为伏（V）； U。一一在250Hz参考频率上的电压值，单位为伏（V）。 注：由于受交流信号源的幅频特性、信号分析系统（包括测量放大器、前置放大器和1/3倍频
程滤波器）率响应等偏差的影响，应对静电激励器在被测频率上的响应级作相应的修正。
7.2.3.4依据实验室标准传声器在被测频率上的声压灵敏度级，以250Hz频率为参考，计算出相应的声压响应级L。 7.2.3.5静电激励器响应级与声压响应级之差可由式（3）给出：
800
(3)
式中：,一静电激励器响应级与声压响应级之差，单位为分贝（dB)；
8，一静电激励器在被测频率上的响应级，单位为分贝（dB）； 8t一实验室标准传声器在被测频率上的声压响应级，单位为分贝（dB）。
7.2.3.6取下被校静电激励器，每次旋转约120°角后重新放置（或更换相同型号的实验室标准传声器后重新放置），并按上述7.2.3.1至7.2.3.5重复两次，计算出被测频率上静电激励器响应级平均值与声压响应级之差的平均值。 7.2.3.7静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性可由式（4）给出：
,10
(4)
式中：△一一静电激励器响应级与声压响应级之差的一致性，单位为分贝（dB）；
一每次测量的静电激励器响应级与声压响应级之差，单位为分贝（dB）；一一三次测量的静电激励器响应级与声压响应级之差的平均值，单位为分
+
贝(dB)。
8校准结果表达
8.1校准记录
校准记录应尽可能详尽地记载测量数据和计算结果。 8.2校准数据处理 4