传声器次声段灵敏度校准的误差机理研究

作     者：刘迪 刘爱冰 陈峰 张帆 王慧恒 武际兴 LIU Di;LIU Aibing;CHEN Feng;ZHANG Fan;WANG Huiheng;WU Jixing

作者机构：山东理工大学交通与车辆工程学院淄博255000 杭州新声传感科技有限公司杭州310000 

出 版 物：《应用声学》 (Journal of Applied Acoustics)

年 卷 期：2021年第40卷第6期

页      面：926-936页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(51705298) 

主　　题：泄漏与热传导 数值模拟 幅相特性 误差机理 灵敏度的原级校准 

摘      要：次声波广泛存在于自然界与人类活动中,由于次声波具有穿透能力强、衰减小等特点,隔离和消除十分困难,对次声的监测防护与利用成为人们关注的焦点。次声波的定量研究依托传声器的测量实现,对传声器的灵敏度原级校准是保证测量精度的前提。该文基于活塞发生器校准原理下的压力泄漏与热传导耦合衰减模型,在COMSOL多物理场仿真软件中对校准腔和传声器后腔内的声场特征进行了数值仿真。创新性地提出了模型比较法,准确量化了次声段校准核心的泄漏、热传导独立与耦合修正量,验证并揭示了声压泄漏与热传导损失的幅值与相位变化机理。进一步地对传声器的次声段灵敏度校准过程进行了联合数值模拟,仿真结果表明,内外均压校准声场下传声器灵敏度的幅相频响应存在明显差异,但与校准腔内的泄漏与热传导效应无关。基于搭建的活塞发生器原级校准平台对传声器系统进行了原级校准,通过实验手段初步揭示了内外均压校准机制下传声器幅值灵敏度与相位灵敏度的显著差异。