ICS 17.140.50 A 59
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T20441.2—2018/IEC61094-2:2009
电声学 测量传声器
第2部分：采用互易技术对实验室标准传声器声压校准的原级方法
ElectroacousticsMeasurement microphones- Part 2 :Primary method for pressure calibration of
laboratory standard microphones by the reciprocity technique
(IEC 61094-2:2009,Measurement microphones- Part 2:Primary method for pressure calibration of
laboratory standard microphones by the reciprocity technique,IDT)
2019-01-01实施
2018-06-07发布
国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T20441.2—2018/IEC61094-2:2009
目 次
前言
范围规范性引用文件
2
3 术语和定义 4 参考环境条件
互易法声压校准的原理 5.1原理概述 5.1.1 概述 5.1.2 三传声器法的原理概述 5.1.3 两传声器和一个辅助声源法的原理概述 5.2 基本表达式 5.3 插入电压技术 5.4 声转移阻抗的计算 5.5 热传导修正 5.6 毛细管修正 5.7 声压灵敏度的最终表达式
5
5.7.1 三传声器法 5.7.2 两传声器和一个辅助声源影响声压灵敏度的因素 6.1 概述 6.2 极化电压 6.3 接地屏蔽参考结构 6.4 膜片表面的声压分布 6.5 与环境条件的关系 6.5.1 静压 6.5.2 温度 6.5.3 湿度 6.5.4 转换至参考环境条件校准的不确定度分量 7.1 概述 7.2 电转移阻抗 7.3声转移阻抗 7.3.1 概述 7.3.2 耦合腔 7.3.3 传声器参数 7.4 理论的不完善
5 GB/T 20441.2—2018/IEC 61094-2:2009
7.5 声压灵敏度级的不确定度附录A（规范性附录） 封闭腔中的热传导和粘滞损耗 ....... 附录B（规范性附录） 毛细管的声阻抗. 附录C（资料性附录） 传声器校准用圆柱形耦合腔的示例. 附录D（资料性附录） 环境对传声器灵敏度的影响附录E（资料性附录) 测定传声器参数的方法附录F（资料性附录) 潮湿空气的物理性质参考文献 .........
9
12 15 18 21 23 25 29
................................
......
+
.....
......
.....
= GB/T20441.2—2018/IEC61094-2:2009
前言
GB/T20441《电声学测量传声器》分为8个部分：
第1部分：实验室标准传声器规范；第2部分：采用互易技术对实验室标准传声器声压校准的原级方法；
一第3部分：采用互易技术对实验室标准传声器的自由场校准的原级方法；
第4部分：工作标准传声器规范；第5部分：工作标准传声器声压校准的比较法；第6部分：用于测定频率响应的静电激励器；
一
一第7部分：实验室标准传声器自由场灵敏度与声压灵敏度之间的差值；
第8部分：测定工作标准传声器自由场灵敏度的比较法。 本部分为GB/T20441的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用IEC61094-2：2009《测量传声器第2部分：采用互易技术对实验室标
准传声器声压校准的原级方法》。
本部分还做了下列编辑性修改：
为与系列国家标准名称一致，本部分标题增加了“电声学”；因原文有误，6.2中电压值改为“200.0V”
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本部分由全国电声学标准化技术委员会（SAC/TC23)归口。 本部分起草单位：中国计量科学研究院、中国电子科技集团公司第三研究所、北京第七九七音响股
份有限公司、常州市晨光电子仪器厂。
本部分主要起草人：何龙标、牛锋、许欢、韩捷、赵静、宋鸣、邓干成。
II GB/T20441.2—2018/IEC 61094-2:2009
电声学测量传声器
第2部分：采用互易技术对实验室标准传声器声压校准的原级方法
1范围
GB/T20441的本部分规定了确定实验室标准传声器复数声压灵敏度的原级方法，为声压测量建立一个具有可复现性的准确依据。
本部分适用于满足GB/T20441.1一2010要求的实验室标准传声器和具有相同尺寸的其他类型电容传声器。
本部分中所有的量均以国际单位制单位表示。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注目期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T20441.1一2010电声学测量传声器第1部分：实验室标准传声器规范（IEC61094-1： 2000,IDT)
ISO/IECGuide98-3 测量不确定度第3部分：测量中不确定度的表述指南[Uncerntaityof measurement—Part 3:Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM1995)1)
3术语和定义
GB/T20441.1一2010、ISO/IECGuide98-3界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1
互易传声器 reciprocal microphone 线性无源的传声器，其开路的正向和逆向转移阻抗的幅值相等。
3.2
传声器声压灵敏度的相位角phaseangleofpressuresensitivityofmicrophone 给定频率下传声器开路电压与均匀作用在膜片上的声压之间的相位角。 注：相位角以度或弧度[(°)或rad]表示。
3.3
电转移阻抗 electrical transfer impedance 对于两只声耦合的传声器系统，用作接收的传声器的开路电压与用作发射的传声器的电端输入电
流的比值。
注1：电转移阻抗以欧姆(2)表示。 注2：该定义仅适用于GB/T20441.1一2010中7.2给出的接地屏蔽结构。
1）ISO/IECGuide98-3:2008是1995年出版的测量中不确定度的表述指南的再版。
1 GB/T20441.2—2018/IEC61094-2:2009
3.4
声转移阻抗 acoustictransferimpedance 对于两只声耦合的传声器系统，作用于接收传声器膜片上的声压与用作发射的传声器所产生的短
路体积速度的商。
注：声转移阻抗以帕秒每立方米（Pa·s/m*)表示。
3.5
耦合腔 coupler 传声器之间的声耦合单元，安装传声器后，形成一个形状和尺寸均可预计的腔体。
4参考环境条件
参考环境条件为：
气温：23.0℃；静压：101.325kPa；
相对湿度：50%。
5 互易法声压校准的原理
5.1 原理概述 5.1.1概述
传声器的互易校准可用三只传声器来完成，其中两只应为互易传声器，或者用一个辅助声源和两只
传声器完成，其中一只应是互易的。
注：非互易传声器只能用作声接收器，
5.1.2三传声器法的原理概述
将两只传声器用耦合腔进行声学耦合，一只作为声源，另一只作为声接收器，测量其电转移阻抗。 当系统的声转移阻抗已知时，两只耦合的传声器的声压灵敏度乘积便可确定。将传声器（1）、传声器（2）、传声器（3)两两配对，可得出3个互相独立的乘积，可导出每只传声器的声压灵敏度表达式。 5.1.3两传声器和一个辅助声源法的原理概述
首先，将两个传声器用耦合腔进行声学耦合，确定两传声器的声压灵敏度乘积，见5.1.2。然后，辅助声源对两只传声器辐射相同的声压，则其输出电压之比等于声压灵敏度之比。根据两只传声器的灵敏度乘积和声压灵敏度之比，可导出每只传声器的声压灵敏度表达式。
注：为了获得声压灵敏度的比值，可采用直接比较法。辅助声源可以是第三只传声器，其力学和声学特性与被校传
声器可以不同。
5.2 2基本表达式
实验室标准传声器及相似的传声器具有互易性，因此传声器的二端口方程可写为式（1）：
22129U 21十2229=
....(1)
式中： p 2
均匀作用在传声器声端（膜片）上的声压，单位为帕（Pa）；