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PCB 378B02 傳聲器不校準(zhǔn)的解決方案
2025-03-28
分享某高校用戶在使用傳聲器的過程遇到的三個問題：
一、自由場傳聲器378B02，用校準(zhǔn)器CAL200的114dB檔位進(jìn)行校準(zhǔn)，示波器峰值為695mV，那么此傳聲器的實際靈敏度為多少？
自由場傳聲器378B02
傳聲器校準(zhǔn)器CAL200
麥克風(fēng)用于將采集的壓力信號轉(zhuǎn)換為易于采集的電信號。壓力信號的常用單位是PA，但在實際使用中，我們更習(xí)慣用聲壓級（SPL）的dB來表示。壓力信號Pa轉(zhuǎn)換為分貝dB的公式為：
其中Pref 為健康人耳可以感知到的最小聲壓20μPa（0dB），Pressure (Pa) = Voltage (mV) / Sensitivity (mV/Pa).
那么此公式可以簡化為：
rms 為電壓有效值，S為傳聲器靈敏度。
回到此問題，兩個已知條件，示波器峰值為695mV，校準(zhǔn)器CAL200檔位114dB，現(xiàn)需求解靈敏度S.
114dB對應(yīng)的壓力為10Pa（此為有效值），示波器峰值為695mV，則示波器有效值為695mV/1.414=491.53mv，則此傳聲器的實際靈敏度為：
S=491.53mV/10Pa=49.15mV/Pa.
此外，需要注意的是，該客戶話筒的出廠校準(zhǔn)靈敏度為50.39mv/pa，出廠靈敏度是在環(huán)境溫度21℃、空氣濕度35%、環(huán)境壓力1005mbar下測量的（每個話筒的出廠校準(zhǔn)環(huán)境不同，以校準(zhǔn)報告為準(zhǔn)）。但是，由于客戶現(xiàn)場環(huán)境不同，建議在每次使用前校準(zhǔn)麥克風(fēng)。
對于一些專業(yè)采集軟件，我們只需輸入校準(zhǔn)器的檔位94db或114dB，軟件會自動計算出麥克風(fēng)的實際靈敏度。然而，對于一些使用示波器采集信號或自行開發(fā)數(shù)據(jù)采集的大學(xué)用戶，應(yīng)注意峰值和有效值的轉(zhuǎn)換。
二、傳聲器靈敏度在什么范圍內(nèi)是正常的？
我們還是以378B02為例，此型號標(biāo)稱靈敏度為50mV/Pa，靈敏度(± 1.5 dB)為-26 dB re 1 V/Pa，其中的換算為：
然后我們認(rèn)為靈敏度在-26db±1.5dB范圍內(nèi)是正常的，可以推斷378b02的上限靈敏度為59.57mv/pa，下限靈敏度為42.17 mv/pa，因此378b02在42.17 mv/pa～59.57mv/pa范圍內(nèi)可以正常使用。如果不在此范圍內(nèi)，則需要檢查麥克風(fēng)是否損壞。
三、如果傳聲器不進(jìn)行校準(zhǔn)，實際結(jié)果影響有多大？
假設(shè)高速車輛的實際內(nèi)部噪聲為60dB（0.02pa），但未校準(zhǔn)，則將標(biāo)稱靈敏度50mv/pa輸入軟件進(jìn)行測試，但實際378b02靈敏度為42.17mv/pa（下限），則數(shù)據(jù)采集實際采集的電壓值應(yīng)為：
Vrms=0.02pa*42.17 mv/pa=0.8434mv，但由于軟件接口靈敏度輸入為50mv/pa，數(shù)據(jù)采集軟件轉(zhuǎn)換為DB的計算如下：
58.52db是數(shù)據(jù)采集軟件接口的測試結(jié)果?？梢钥闯觯绻麑嶋H靈敏度作為麥克風(fēng)有效靈敏度的下限，測試結(jié)果與實際結(jié)果的差值為1.48db。如果將相應(yīng)的實際靈敏度作為麥克風(fēng)有效靈敏度的上限，則可以計算出測試結(jié)果與實際結(jié)果之間的差值為1.52db。因此，為了更準(zhǔn)確地測量真實信號，建議在使用前校準(zhǔn)麥克風(fēng)。
以上為對該客戶三個問題解答的分享，艾克賽普公司是美國PCB傳感器合作伙伴，若您在使用傳聲器過程中還有其他問題的話，歡迎聯(lián)系我們，將提供免費樣機(jī)試用和更合適的測試解決方案。
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