互譜聲強測量誤差分析及修正方法研究.pdf

1、聲強是表示空間聲場中聲能量流動的物理量，聲強測量在現(xiàn)代聲學測量中具有十分重要的位置，基于雙傳聲器聲壓測量的“互譜法聲強”是目前聲強測量的最重要方法。有限差分誤差是互譜法聲強計算中存在的固有誤差，直接影響互譜聲強測量精度，限制了互譜聲強測量系統(tǒng)的工作頻率上限。 本文主要研究互譜聲強測量中的有限差分誤差的分析及修正方法，指出現(xiàn)有誤差分析中存在的缺陷，提出的誤差分析和修正方法可對互譜聲強測量有限差分誤差進行定量分析和高精度的修正，解決

2、了限制互譜聲強測量精度的關鍵問題；本文還對互譜聲強測量中的三維聲強探頭技術和有限差分誤差對基于聲強測量的全息復聲壓計算誤差的影響做了細致的研究，彌補了現(xiàn)有研究中的一些不足。全文七章主要內(nèi)容如下： 第一章回顧了聲強技術發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，分析了互譜聲強測量中的誤差，總結(jié)了互譜聲強有限差分誤差和基于聲強測量的聲全息研究中存在的問題，明確了本文的工作內(nèi)容。 第二章針對現(xiàn)有互譜聲強有限差分誤差分析中存在的問題，指出互譜聲強有限差

3、分誤差分析時應考慮聲強探頭軸線的空間方位，給出了考慮探頭軸線空間方位的有限差分誤差公式。 第三章提出互譜聲強有限差分誤差的通用數(shù)值分析方法，并用數(shù)值仿真算例驗證了該方法的正確性，解決了現(xiàn)有分析方法不能分析復雜聲場、適用面窄的缺點；利用所提出分析方法討論了典型聲場中全測量面上的聲強布及其有限差分誤差的空間分布；指出現(xiàn)有聲強測量誤差評價指標的片面性，提出選用能綜合反映考慮整個測量面上各點誤差的參數(shù)(誤差最大值、最小值、誤差平均值、誤

4、差標準差)來衡量全測量面上的聲強測量誤差。 第四章提出了兩種互譜聲強有限差分誤差的修正方法，即基于測量點三維聲強分量測量和基于雙傳聲器聲壓信號相位判別的修正方法；采用數(shù)值仿真的方法驗證、比較了所提修正方法在典型聲源場中的修正效果；從修正方法的實現(xiàn)、修正效果等諸多方面證明了這兩種修正方法都優(yōu)于現(xiàn)有文獻中的互譜聲強有限差分誤差消除方法。 第五章中研究了三維聲強探頭技術，總結(jié)、比較了三維聲強測量的方法及不同的探頭結(jié)構(gòu)形式，重點

5、討論了由4個傳聲器構(gòu)成的“正四面體型”三維聲強探頭的測量、計算方法，比較了這種結(jié)構(gòu)探頭的聲強矢量解耦矩陣的選擇特點，澄清了現(xiàn)有研究中的一些錯誤觀點。 第六章中，首先以測量系統(tǒng)誤差導致的全息復聲壓測量誤差為例，研究全息復聲壓測量誤差對全息重構(gòu)精度的影響，給出了這類誤差導致的重構(gòu)聲場誤差近似公式；提出基于測量系統(tǒng)通道間傳遞函數(shù)測量的修正方法，并給出了簡明的重構(gòu)聲場修正公式。其次，利用本文所提出的誤差分析方法，研究了切向聲強有限差分誤