粒子矢量传声器声强准确度测量验证
南京粒子声学科技有限公司研发生产的矢量传声器，是由一个或几个质点振速传感器相互正交以及一个全向声压传感器构成。基于矢量传声器能够以极小的尺寸获得：更宽的探测频带，更高的角度分辨率，更远的探测距离。
很多人会问，一个小而全的传声器，测得准吗？
答案来了。
如下是中科院声学研究所鲍明研究员团队赵静博士后与南京大学卢明辉教授合作，对于粒子矢量传声器和BK声强探头关于声强的比较测试验证。
矢量传声器是一种新颖的传声器，可以同时共点测量声压和声质点振速。通过声压和声质点振速，可以计算得到声强。声强是实际工程中很感兴趣的一个声学参数，目前测试声强的技术有两种：基于标量传声器的P-P测试技术（测试标准ISO9614-1：1993）和基于矢量传声器的P-U测试技术[1]。
基于P-P测试技术，丹麦BK公司有一款声强探头仪器箱（型号：3599）。3599型使用双传声器技术，在20-6300Hz频带范围，1/3倍频程的中心频率处测量声强。南京粒子声学科技有限公司生产的矢量传声器，基于P-U技术来测试声强。为了验证矢量传声器测试声强的准确度，在声学所的全消声室进行了声强对比测试。图1所示的P-P测试技术，采用BK公司的声强探头。图2所示的P-U测试技术，采用粒子声学的1/2矢量传声器（型号：1910114）。
图 1?P-P声强测试及BK声强探头
图 2?P-U声强测试及矢量传声器（粒子声学）
P-P声强测试结果
在消声室里面放入BK声强探头（图1所示），激励扬声器发出单频正弦信号，使用BK的PULSE软件进行声强级的测试。测试结果如表1所示：
表1 P-P声强级测试结果
频率[Hz] | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 |
声强级[dB] | 88.6 | 86.5 | 87.0 | 88.5 | 90.0 | 90.1 | 89.0 |
频率[Hz] | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 | 4000 | 5000 |
声强级[dB] | 91.7 | 91.4 | 92.9 | 91.9 | 91.2 | 91.7 | 89.8 |
P-U声强测试结果
将BK声强探头取出来，将矢量传声器放进消声室。矢量传声器的位置与声强探头的位置保持相同的高度和距离，并激励扬声器发出相同音量的单频正弦信号。声强级测试结果如表2所示：
表2 P-U声强级测试结果
频率[Hz] | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 |
声强级[dB] | 88.3 | 86.7 | 87.2 | 89.2 | 90.8 | 90.1 | 88.4 |
频率[Hz] | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 | 4000 | 5000 |
声强级[dB] | 91.3 | 90.5 | 92.1 | 92.0 | 90.9 | 93.0 | 89.9 |
P-P测试与P-U测试的误差如图3所示，除了4000Hz误差在1.3dB，其余频率的误差在1dB内。
图 3?声强级误差
应用优势：
很多工业场景中都需要测量声强，目前大多都是通过P-P技术测量，但P-P技术受限于频率（20-6300Hz范围，仅能测试1/3倍频程的中心频率处的声强），而且相对来说探头尺寸过大。
现阶段通过测量验证，矢量传声器可以应用于声强测量。矢量传声器的测试频率范围：20-10kHz宽频测试，不局限于1/3倍频程中心频率这几个频点。相对于来说，探头尺寸较小。
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参考文献：
[1]陈克安，曾向阳，李海英，声学测量，科学出版社，2005。
南京粒子声学科技（简称粒子声学）是一家专业的声学设备供应商和声学服务公司。核心团队来自中国科学院声学研究所与南京大学。粒子声学专注于MEMS热线矢量麦克风及相关矢量声学测量仪器的研发、生产与技术服务。公司在工业监测、智能安防、减振降噪和消费电子领域，与船舶、航空航天、公共安全、轨道交通、环境保护和国防等领域的企业事业用户合作，不仅提供高质量MEMS矢量声学传感器件与设备，而且可为细分行业应用提供全套解决方案。
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