JJF 1293-2011 静电激励器校准规范

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

CalibrationSpccificationrorElectroslaticActuators

2011-07-04左布

2011-10-04实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJF1193-201l

静电激励器校准规范

CaJibrationSpeciricationror~JJF1293-2011

ElectrostaticActuatorsL唱。咱哈哈哈哈哈@哈哈J

本规范经国家质量监督检验检疫且用于2011年7月4日批准，并自

2011年10月4日起施行.

归口单位:全国声学计盘技术委员会

起草单位:中国讨盘科学研究院

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

JJF1l93-201l

本规范起草人

何龙标〈中国计盘科学研究院}

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〈中国计盘科学研究院)

吴胜举〈陕西师范大学应用声学所〉

JJF1293-2011

目录

1班固(1)

2引用文献(1)

3术语和计量单位(1)

41既述(1)

5计量特性(2)

5.1静也激励器响应的重草性(2)

5.2营'咆激励器响应级与声E响应级之差的一致性(2)

6校准条件......................(2)

6.1环境条件•(2)

6.2标准器且其他设备〈川

7校准项目和校推方法。(3)

7.1校推项目(3)

7.2校准方法号(3)

8校准结果表达(4)

8.1俊雄记录...(4)

8.2核准数据处理(4)

8.3校准证书.....(5)

8.4校推结呆的不确定E评定(5)

9且彼时间间隔(51

酣录A校准证书的内容。........(6)

阳录B佼准结果的不确定庄评Ji':!J;倒(8)

JJF1293-2011

静电激励器校准规范

1范围

本规草坦定了用于测定传声器频率响应的静电激励器的计量特性、佼准条件和佼准

方法.

本规市适用于测定传声器频率响应的份电激励器的佼准.

2引用文融

本规范引用下列主献

JJF1001-1998通用计量术语且应且

J1F1034-2005声学计量名词术语且直且

J1F1059-1999测量不确定匪评定与表示

J1G449-2001倍捆程和1/3倍频程lJIi曾在椿

JJG790-2005实验室标准传声器(桐合腔互昂法〉

GB/T3102.7-1993声学的量和单位

IEC61094-6:2004测量传声器第6部分=测量睛里在响应的静电撒励器(M~lIs-

urementmicrophones-Part6:Electrostaticactuatorsfordeterminationoffrequencyre

sponse)

使用本规班时，应注意使用上述引用主献的现行有效陋本.

3术语和计量单位

本规范果用JJF1001-1998和JJF1034-2005中有盖的术语且定义.

本规程果用GB/T3102.7-1993中规定的量和单位.银据本规范需要，引用

IEC61094-6中的以下术丽和直立2

传声稽的静电酷励器响应~Iectrostaticactulllorresponseofamicrophone

用特别匪计的、囱幡频特性均匀的电压驱动的静电撒励精测得的，相对于在规定频

率的输出，以频率函量表示的传声器的输出.

法，~咆激励"响应的单位为分贝(dB)•

4I配述

静电激励怨是用于测宣传声器翻阜响应的装置，它自一个导电刚性平扳组成.该平

扳位于传如器且片附近，在平极与膜片间施如吏流也压信号，产生静电力，用以模拟均

匀分布在!ll片麦丽上的声压，其基频声压的方均很值p可用武(1)表示z

ρ=吉fu，u(1)

式中p一一基频声压的方均根值，单位为帕(Pa)I

JJF12凹-2011

'..一一静电激励器和血片间空气的介电常盘，单位为法每米(F/m)，(在空气中

t...=8.85XI0-lIF!m);

a一二在膜片有放面积上方的静电激励姥有效面叙利脱片有效面权主比3

d一一激励器与膜片间的有效距离单位为米(m);

UO~施加于激励器和膜片间的直流电压，单位为伏(V)

u一←施加于激励器和踉片间的吏流电臣的方均根值，单位为快(V)•

静电激励器法测定传声糠的相对频率响应是一种简品快捷的方法，也是目前测定传

声揭蝠率响应的主要方法之一.该万法得到传声器的相对菌感响应，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捆率响应.

5计量将性

5.1静电激励器响应的重垣性

在静电激励器响应的规定频率上，通常选取250Hz其重直性一搬不大于0.04dB,

5.2静电激励器响应级与严E响应级主量的一致俭

静电搬励器响应级与í"压响应级之差的平均值，和单次测量所得的11)电激励指响应

级与声压响应级盖值的偏整，一般不超过土。1dB,

这!由于校准元'作出合格与否的判定因此上述彼术指标仅供参考.

6核准条件

6.1环槐条件

1)参考环绕条件

温ll，23.0'C;

相对iHJr，50%;

气压101.325kPa,

D测量环搅条件

温度18'C-28'C;

相时温ll，35%-75%;

气压94kPa-I03kPa.

在披测捆率的颜带上，背最噪声声压级至少应低于静电激励器响应级25dB.

6.2标准器且其他设备

1)实验室标准传声器

LSIP和LS2P实验室标准传声器应符合JJG790中汁量性能的要求.

2)吏梳信号源

在测量频率范围内，相对于参考频率250H:e(j!J幅额将位优于土0.02dB,

3)直流也压源

直流电压源一舷为800V测量期间幅度tlJËll'由于0.05%，

的俯号分析革统(:;!;等效测量也吉普〉

信号分析革提滥常可由测量放大辑、1/3倍频程滤波器且前置放大器组成，在测量

2

JJF1293-2011

频率范国内.相对于参与;频率250Hz的频率响应优于土0.02dB.

5)盘字也压我

在测量频率班回内数字电压褒的最大允许说盖不扭过土0.1%(AC)革土0.05同

([)c)•

7校准项目和枝准方法

7.1校准项目

静电激励稽的校准项目且表1•

'随I..电截...後准项目-览表

目

序号项名称

l

静电'"励器响应的重复性

2

"咆激励棉响应缘与，.压响应级之差的一续性

7.2枝准方法

7.2.1校推前检查

检查静电激励器的外观，血符合以下要求

1)静电激励嚣的文字.标志应清晰可鳞.

2)静电激励稽的刚性导电饭表面应元机械损伤和毛刺，以免产生静电量电，损坏

事验室标准传声器.

7.2.2静电激励器响应的重直性

静电激励器响应的重罩住测量装置方框固如固1所示，阁中咆阻器的典型值

为10MO、电容器的典型值为5nF.

'良貌

觅，配电压源

"咆撇励"

宴'鱼盒标

准铃声.

交梳俑...

1/3倍"但键放军

萄..

..大雹

玄.

'配孚咆li我

图1静电激励'罪响应的测量缝置

直流f{;号Il!<一般应正弦信号芷生器和精益不，)、于20dß曲直流放大器组成.

首先i!UE1/3倍旅程滤瞌榕的中心频率为250Hz.正弦借号幸生榕的信号拥率为

250Hz.并从小到大调节输出信号幅度，其倍号幅度通常调节豆的30V.在测量放大

器上的指示的为94dB.经墨宝字电压表瞌取电压值U..

取下被校静电激励楞，每次旋转约60"角后重新放置，并撞上述童草

3

JJF1293-2011

测量5次，分别得到'1\压值Uj-U

SO

7.2.2.4计算出电压值uo-u，单!Ic测量的标准偏量，其值即为静电激励稽响应的重

直性.

7.2.3"也激励器响应级和声压响应级主革的一续性

静电激励捺响应级测量装置方框图如固1所示，首先按7.2.2.2条测得电压

值U..

7.2.3.2在测量圃率范国内，依次设定1/3俯颜程褪渡稽的中止频率和相应E弦信号

监生嚣的输出信号频率.并悻持正弦信号盎生器的输出电压不壶，分别在盘字电压表上

凿出每个被测频率上相应的咆E值u，0

静电激励精在被测频率上的响应级可囱式(2)纷出

ð,=2019(2)

式中鸟8f被测瞄E率担上的响应级.，单在位为分贝(dB即),

U.被测频率上的电压值，单位为快(V)•

U.一一在250Hz参考频率上的电压值，单位为伏(V)•

注:由于受交流馆号嚣的幡频特性、馆~分析系统〈包括测量戴大暴、前置放大毒和1/3倍，吸

lIi!泼墨》频事响应等偏差的影响应对币'电激励器在被测"拿上的响应级作相a的修正.

7.2.3.4依据实验室标准传声器在被测数率上的声臣虽敏庄缀，以250Hz频率为参

考，计算出相应的声压响应级8，.

7.2.3.5静电激励器响应级与'"压响应级主盖可囱式口〉始出2

ð,=ò,-òL(3)

式中8.售，也激励器响应级与声压响应级主盏，单位为分贝(dB);

8,静电激励需在被测频率上的响应级，单位为分贝(dB)•

8，一一实验室标准传声器在彼测频率上的声E响应级，单位为分Jjl(dB).

7.2.3.6取下被役ilJ电激励嚣，每次旋转的120'角后重新放置〈或更换招同型号的实

验室标准传声器后重新最置)并接上述至直直两次，计算出被割频

率上静电激励器响应级早均值与声压响应级主量的平均值ð;0

7.2.3.7静电激励普普响应级与声压响应级主量的一数性可由式m给出=

~ò，=ò，-5，(4)

式中~Òi静电激励器响应级与声压响应级主草的一戮性单位为分贝(d血，

4每次测E的静电激励器响应级与声压响应级之量，单位为分贝(dB);

ð;-一三次测量的静咆激励器响应级与声压响应级之量的平均值，单位为分

贝(dB)0

8校准结果拿这

8.1枝准记录

核准日采血厚可能详尽地记载测E敛据和计算结果-

8.'校推曼史据处理

4

JJF12\13-1011

所有的世据应先计算后修约，出共的佼准量据均修约到小数点后两位-

8.3佼准证书

静电激励器经饺准后出具校准证书，校准证书店包括的信息且推荐的饺准证书内页

格式且附录A.

8.,校准蜡果的不确定匮评定

静咆a鼓励稽响应级与JliÆ响应级主草致性的测量不确定匪评定占世JJF1059-1999

进行.其不确定度评定实倒且酣录B.

9复彼时间间隔

静电激励嚣的直校时间间隔建坦为3年.然而.直佼时间间阳的妖盟取诀于其使用

情血，如环撞条件、使用频率、测量对象等，因此，使用单位可根据实际使用情阻自主

诀，.;\l校的时间间隔.

5

JJFU!l3-201l

附录A

校准证书的内容

A.1校准证书至少应包括以下f<'f且

的标踵，如"校准证书"，

b)证书的销号、页码且且E盘，

，)校准虽J验室的名称和地址，

d)进行饺准的日JIjj，

，)进行校撞的地点〈如果不在实验室内进行佼准),

。送校单位的名称和地址g

g)被佼静电激励稽的描述和明确标识，

h)饺准所依据的技术规艳的名称且代号，

。饺准所用计量标准的名称、技术参量且有效期g

D後准时的环撞条件，

k)位准结果5

1)伎准结果的测量不确定ll'，

m)直接时间间阳的建扭，

的校准入鉴岳、核验人签名、批准入签名，

0)核准结果仅对被倪对忽有放的声明&

p)未经校准实验室书面批准，不得部分草制佼准证书的声明.

A.2推荐的静电激励器佼礁证书的内页格式且固A.1.

6

JJF1193-二1011

校准结果

共页第页

一静电激励器响应的lUl性

单!x测量的标准偏差dB

二、静电激励器响应级与声E响应级主量的平均由且一放性

2031.540SO638010。

"事/H.f.

"电激励嚣的响应级与声压

响应坦之壁的平均值ð，/dß

'电激励嚣的响应"'与，.压

响应"'之量的一致性öð'，/dB

俊雄结果的不确直JJ:'

校准的环绕条件z

温匪"C,相时I!lliXI气压kP,

!!IA.I~变"康证书的内页格式

7

JJF1293-2011

附录B

校准结果的不确定度评定实例

静电激励器响应级与声压响应级的盖但是为获得被测传声器在不同声场类型中的频

率响应提供特定的悻正恤，静电酷励稽响应级与声压响应级盖固的一致性表述了单次测

量结果与测量结果平均值的偏离?它是对静电激励器响应级与严压响应级草值准确性的

判定.而静电激励器响应级与声压响应级量值的测量不确定直评定则是对其差值磁性

的评肉，测量不确定匪评定结果一触应与韭值一致性要求相符.本附录纷出了育'咆撇圄

器响应级与声压响应级差值的不确定庄评定'!);例.

111散学模型

静电激励器响应级与声压响应级的盖值ð，可囱式(ß.1)绘出

8,=81•ð,(ß.1)

式中a,静电激励器响应级与芦压响应级之差，单位为分贝(dB)

8，一一静电激励器在被测频率上的响应级，单位为分贝(dB)1

ð，一-'!);验室标准传声辑在被测频率上的声压响应级，单位为分贝(dB)•

112灵敏系墨宝

囱式(ß.1)可知，ð，的方盖为:

1(ß.2)

u~(8;)=chl(8，)十du(8

〉

ι1

屯和a，过两个分量互不相关，因此式中灵敏革世'.和'.均为1•

113A盘不确定匪的评定

对适用于WSI型和WS2型传庐器的意，也激励器，分别选取B&.K4144和

B&.K4134型传声器作为LSIP和LS2P实验室标准传声器，并进行静电激励精响应级

和声压响应级差值的试验验证.我111为41<\4型传声榕的静电激励警告响应级与声压响

应级革但在1/3倍颜程各个中心拥率点的标准偏差，由于通常搞合腔互吕法核准得到的

声臣响应级只测量一次，因此两者响应级盖值的标准偏差与静电激励器响应级的标准偏

盖等同.我112为适用于4134型传声音量的静电激励棒响应级与商压响应级盖值在1/3

倍频程各个中心细事点的标准偏量.

以4144型为实验室标准传声稽.在10Hz-I0kHz颇率范围内，静电激励锯响应

级与声压响应级爱值在1/3倍额在各个中心籁率点的标准偏盖最大值为0.028dB;以

4134型为实验室标准传声饵，在20Hz25kHz班围内，静电激励器响应级与声压响

应级革值的标准偏盖戴大也为0.060dB.-Ø.;:测量所得早均值的最大标准偏量分别为

0.011dB利0.035dB.因此，对适用于WS1型传声器的静电激励楞，141=0.011dB,

对适用于WS2型传声器的静电激励祷，UI=0.035dB.

8

JJF12')-2011

拿皿141制型佬'曾惕的ø电量皿·响a组与黄压响应挚的蟹'蓝的标准'自..

"t!dB"标准"标准"你准

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偏差

偏.."偏爱

H.dß

123456dBdBdß

\0口.2800.2590.285口.210。.2710.214O.四9。.168。00。口.009

12.50.2420.2200.2450.227O.2310.234口.0090.1580.000

。，刷"

"。.221O.2回0.189。.192O.189O.1890.0130.1430.00。。.013

2D白.2050.1470.136O.115。.112O.165由.024O.1240.0回0.024

25O.1530.132O.157O.157口.1530.1600.0100.106

。。∞

。‘0\0

31.5O.1110.095O.1200.120。.1270.113口.0110.0880.00。0.011

400.0800.095。.0840.0810.0950.088。，回60.071。.0000.006

500.0860.0640.0890.074口，口180.0670.0100.0560.0000.010

"。.0560.0110.0600.0610.0640.051口，回50.0430.00。0.005

800.056。.034。.0590.0480.045。.048O.回90.0320.000O.曲9

O.四7

口

1000.00140.0220.0300.033。.0330.0300.0220.00。.007

口，回3

1250.0230.0230.0210.0300.0230.0230.0140.000O.回3

口，回9

160。.005。.009O.0160.0130.009。.0010.0010.000。曲4

。.007O.回40.011O.回3口.003口.0030.00日。.四5

0.0∞O.∞5

2∞

2500.00。0.00。0.0000.00。0.00。0.000口.0000.0000.0000.000

3\5-0.006O.001-0.006-0.0010.0000.006

O.∞8-0.∞6

O.∞1O.∞6

100。.007-0.011-0.001-0.004-0.011-0.014。.008-0.0020.000。，因8

50。-0.010-0.因E-0.回9一0.0130.00。口.007

-0.∞z。，∞7。00。

O.∞s

.300.004-0.010-0.0030.0回-0.四17-0.0100.0040.0000.006

日.00'

。，因$

8000.0100.0000.003O.由170.0000.000O.0130.0000.005

\0田0.0260.0150.018O.0180.0150.0150.0040.0280.0000.004

12500.0500.043-0.695。.0<画0.046。.{)43。.0030.051口.0000.003

16000.0950.0840.0870.0910.0810.0870.0010.0870.000口.00.

2000口.0860.153O.156O.1560.152o.1520.028O.1450.0000.028

口，回3

0.2520.2480.2540.2540.2500.247O.四30.2290.000

250。

31500.3870.3840.3900.3930.3890.386。.0030.3470.000。，回3

..惆。.5280.5360.5430.543。.536。.536O.四60.493口.000

。.00'

500。。.500O.5110.525。.525。.514。.514O.四90.596口.000。.009

6300-0.214-0.205-0.189-0.192-0.203-0.201O.回90.425。.000。，回9

8000-2.118一2.091-2.093-2.084-2.101-2.I回。.011-0.6090.0000.01l

10000-4.984-4.983-4.973-4.973-4.999-4.9960.011-3.191。咽。000.011

9

JJF1293-2011

'提8.24134型佬，寓'的8跑滥画'唰应组与声巨响应级的.值的标准偏"

战标覆

6,/dB"标准'.标准

频事'.

偏爱

H,dB偏差偏差

lz3456

dBdBdB

20。.137。.1880.064口.017。.075口.058。.0520.0290.000口.052

250.2030.186O.口7s口.092。.073口.073口.0600.029口.000口.060

31.5O.129O.146。.0890.0860.0840.081口.0270.0270.0000.027

400.162O.1620.0550.0520.0670.0500.0550.0250.000。.055

500.0780.0780.038。.035。.0500.0500.019。.0220.0000.019

630.1190.1190.046。.025O.041O.0410.0420.0190.0000.042

80。.0290.0'160.0240.003。.0360.036口.0150.016。咽。。。口.015

1000.0710.088。咱0320.080O.0170.0270.0310.0190.000。.031

125日.0310.0310.0260.022口.0190.021口，口.50.009。00。。.005

160口.0840.0830.010-0.010O.0120.010口.0410.0060.000口.041

200O.031O.031-0.002-0.002-0.005-0.007口.0180.0030.0000.018

2500.0000.0000.000。.000O.0∞0.0000.0000.0000.000。.000

3150.0030.0030.0050.005口，∞50.006口.0010.0020.000口.001

.000.0030.0030.006。咽。080.004口.002。.0050.0000.002

ι∞6

500-0.014-0.007-0.012-0.014-0.∞9-0.0100.003-0.0060.0000.003

630。.00.←口.013•0.016-0.014-0.013-0.011-0.0070.000。.007

。，∞7

800-0.011•O.0160.018。.0130.014口.003。咽口。。0.0日3

口，∞4

一口.Oll

100。。.002。.0150.008O.口070.0090.009口.0090.0030.0000.009

1250-0.0070.010-0.0