声压级和距离关系

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,声波测试,2012-10-21,1,声波的产生,2,声波的传播,点声源的传播,点声源的声音向外发散遵循球面分布规律,3,声波的衰减,声波是一种能量，它在实际媒质中传播时，由于扩散、吸收、散射等作用，使声波的能量随着离开声源的距离的增加而逐渐衰减，其声能衰减量与传播距离和声波频率有关。高频声波，质点速度高，能量耗损也多，因此，在相同传播距离的情况下，高频声波比低频声波衰减大。如果声能量一定，那么声波的频率越低，传播的距离就越远。,4,声压和声压级,声压,由声波引起的压强变化称为声压,符号,P,。单位,N/ (,牛顿,/,平方米,),，或,Pa(,帕斯卡）,p,=,P,P,0,p,为声压，,P,0,为静压强，,P,为受声扰动后媒质的压强,声压级,表示声压大小的指标,声压级定义为有效声压与基准声压之比的常用对数的,20,倍。单位为,DB,。,声压级：,Lp,= 20lg(P/P0),式中：,Lp,声压级（,dB,）；,P ,某一声音的有效声压（,Pa,）为测量值,P0,基准声压，为,210 Pa,，该值是参考值，是对,1000HZ,声音人耳刚能听到的最低声压。,5,声功率级的定义,声功率级定义为声功率和基准声功率之比的常用对数的10倍，,即：,Lw=10Lg（W/W0）,式中：基准功率,声功率,声音在空中传播，以点为中心，呈球形状向外扩散，假设球的半径为1米，那么球的表面积S1=4r2= 12.56平方米，如果半径增加一倍为2米，球的表面积S2=4r2= 50.24平方米;S2/= 4,表示距离（半径）增加一倍表面积增加4倍。如果此时功率不变，面积增加4倍，那单位面积的功率就只有原1/4（原来功率为1瓦，这1瓦的功率是分布在1平方米的面积上；现在功率还是1瓦，面积却变大为4平方米，那么这4平方米上每1平方米上的功率为1/4。距离远了1倍，功率减少为原来的1/4。,声压是就声场中某一点而论的，声强是就声场中某一点和某一方向而论的。而声功率是就某一声源而论的。,6,声压级距离变化计算,当声源尺寸远小于测点到声源的距离时（点声源），声波以球面波的方式较均匀地向各个方向辐射，这种声源称为点声源。球面波的强度与声源距离的平方成反比。,在常温下球面声波随距离衰减的表达式为：,Lp=Lw-20Lgr-k,式中，k为修正系数，自由空间k=11，半自由空间k=8。,距离r1和r2之间的声压级差值为：,Lp1-Lp2=20Lg（r2/r1）,当r2/r1=2时，衰减6dB,也即距离加倍声压级衰减6dB。,7,针对距离r1和r2之间的声压级差值公式：LP2=LP1-20Lg（r2/r1）作以下实验验证：用编号分别从15的5个蜂鸣器进行声压值测量，方法为：,1.选择距离为r1=10cm，分别测出5个蜂鸣器的声压值，记录为LP1；,2.将LP1的值分别带入到公式中，计算出当距离r2=20cm时的声压值LP20；,3.再将测试距离调到20cm，其他条件不变，再分别测出5个蜂鸣器的声压值， 记录为LP21；,4.比较LP20与LP21.,No.,(10cm距离实测声压值)LP1,（20cm推算声压值）LP20,（20cm距离实测声压值）LP21,1,113,108.0205999,102,2,117,110.9794001,108,3,117,110.9794001,108,4,115,108.9794001,107,5,114,107.9794001,104,实验数据：,声压级距离变化公式验证：,8,结论,由以上数据可看出在20cm距离处声压的实测值和推算值之间存在误差,因声音的传输过程和声音的频率关系密切，高频声波比低频声波衰减大，,所以推算声压值只做参考,9,