阻抗管工作原理和使用测量吸声系数和传声损失.pptx
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阻抗管根据管径及用途不同又分为： AWA8551型阻抗管，AWA8551A型阻抗
管，AWA8551T型传递损失管，AWA8551AT 型传递损失管。
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主要特点
• 符合标准：GB/T 18696.2-2002（ISO 105342:1998）《声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分 传递函数法》
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技术参数
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AWA8551型阻抗管
组成：声源、内径100 mm声源管、内径100 mm试件管、内径29 mm声源管、内径 29 mm试件管。
内径100 mm声源管上传声器位置有三个，两传声器的间距分别为70mm，140mm， 频率下限分别对应到100 Hz、50 Hz；近传声器到被测试件的距离为100mm。测量频率 范围是50 Hz到1.6 kHz。试件管有效长度200mm。
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注意事项
• 尽量保证没有漏声的孔和缝，如果有可用粘合剂密封（硅脂等），阻抗管最好有防止外 界噪声或振动传入的隔声隔振处理（如橡胶垫）。
• 阻抗管中空气柱的共振总是会发生的。建议在阻抗管内靠近扬声器的部位铺设至少 200mm长的有效吸声材料抑制这些共振。
• 信号幅度的选定。测量时，所有感兴趣的频率的信号幅度都应至少比背景噪声高40dB。 有些频率范围可以通过信号发生器软件中的均衡功能，提高信噪比。
什么是传递函数？
• 在电路或控制系统理论中，将输出量y(t)的拉
普拉斯变换Y(s)与输入量x(t)的拉普拉斯变换 X(s)之比定义为传递G函(s)数 。Y (s)
X (s)
• 如果令s=jw，传递函数可以用频率响应法表示，
即
我们公司采用的传递函数，定义为输入与输出信号的互功率谱与输入的
自功率谱的比值
AWA6290B的信号采集通道2通过BNC头与传声器2相连； （4）AWA6290B的USB口通过USB线第与20计页算/共机45相页连。
第二步：对两个传声器进行校准，校准设备采用 AWA6223校准器。同时记录下当前的室温和气压 （这两个参数要输入到软件中，做为声速的计算参 数）；
第三步：打开计算机上信号发生器软件，单通道 0，白噪声发声。为了提高信噪比一般需要通过均衡 器对信号进行均衡。均衡方法，首先，对信号衰减 20dB（防止信号过载），然后调节OCT 中心频率点 （如果6-2所示），最后调节AWA5871功率放大器 增益按钮，调节白噪声声压。根据标准GB/T 18696.2-2002（ISO 10534-2:1998）感兴趣的频 率点声压值比本底至少高10dB，本系统建议高40dB （ 测 量 时 的 输 入 声 压 总第值21页在/共1450页8 d B 左 右 ） 。 测 量 前 扬
々声阻抗率（Zs ）
声场中某一点处的声压与质点速度的比值。
々
声
特
性
阻
抗
Z
（
0
）
平面自由行波在媒质中某一点的有效声压与通 过该点的有效声质点速度的比值。
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感谢您的观看！
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工作原理 四传声器法隔声测量原理图
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四传感器法的隔声量测量原理图如图2所示。信号发生器产生的信号, 经扬声器变为 声波进入声源管后产生平面声波A , 遇测试样品, 一部分被吸收, 一部分被发射, 形成反射平 面声波B ; 一部分经测试样品, 进入接收管, 形成平面声波C; 平面声波C 遇吸声末端, 一部 分被吸收, 一部分被反射, 形成反射平面声波D。在测试样品前后分别放置两个传声器, 用于 测量所在位置处的声压, 采用驻波分离方法,可用两个传感器把入射波A、C与反射波B、D分 开,接收端的入射波A除发声端的入射波C就可以得到传声透射系数。
G( jw) PXY ( jw) PXX ( jw)
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传递函数的基本思想
• 传递函数是拉斯变换的基础上，通过系统本身的参数描述使线性定常系统输入量 和输出量建立了联系。
• 当系统内部结构不清楚，或者根本无法弄清它的内部结构时，借助系统的输入来 看输出，也可以研究系统的功能和固有特性。
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传递函数法吸声测量理论
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传递函数法吸声系数测量系统介绍
传递函数吸声系数测量系统由阻抗管，AWA5871 型功放、AWA6290B型多通道噪声振动分析仪，经 过严格相位配对的1/4”传声器对及软件组成。其中， 软件包括信号发生器软件和AWA6290M信号分析软 件，另外配备AWA6223声校准器。可测定法向入射 条件下吸声材料的吸声系数，较之驻波比法更为快捷 。
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• 测试平均数的选取。为了有效抑制噪声引起的随机 误差，对测得的信号频谱做平均。建议值为500次 （软件中有这个设定），数据重叠率87.5%（大约 30秒）
• 传感器的安装。两个传感器安装在试件筒上时，务 必保证保护罩在同一水平面上。
• 空腔的选择。当测试材料，需要测量材料的厚度， 根据厚度调节空腔。如果不需要空腔，则驻波管空 腔端的拉升长度应与材料厚度相同。
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测量结果之传递函数
曲线越光滑表示测试的效果越好。
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测量结果之吸声系数
如果测试材料为铝板，则吸声系数基本上小于0.1。测试的吸声系数越小越好，越小表 示铝板的反射性能好（这是验证阻抗第管29性页能/共的45方页法之一）
测量方法二：预先校准法
预先校准法主要用于批量材料测试，一般在测量之间先校准校准因素。
• 扬声器的选择，扬声器的中心小半圆不能凹陷，如 果有凹陷对测量有一定的影响。
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• 仪器连接。传声器与AWA6290B的连接线时，两 个BNC头，标有1的这头与AWA6290B的输入通道 1相连，标有2的这头与AWA6290B的输入通道2相 连。传声器这段，标有1的放到靠扬声器这端，标 有2的放到靠吸声材料这端。在扬声器与 AWA5871功率放大器相连时，扬声器的正极（红 色）连接功率放大器的功率输出端正极（红色）， 扬声器的负极（黑色）连接功率放大器的功率输出 端负极（黑色）。AWA5871功率放大器输入端与 AWA6290B的信号发生器输出通道0相连。
• 被测材料边缘尽可能的光滑，可用切割工具对材 料进行切割。为了防止漏声，可以在边缘涂上少 量的硅脂进行密封处理。
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有关定义
々法向入射吸声系数（ ）。
法向入射平面波进入试件表面的声功率与入射 声功率的比值。
々法向入射声压反射因素（r ）
基本面上法向入射平面波的反射波振幅与入射 波振幅的复数比值。
• 双传声器传递函数法 • 多种管径，多种传声器间距，测量的频率范围宽 • 相位严格配对，下限频率低（50Hz） • 只需小的样品（29mm、63mm和100mm） • 样品安装及拆卸方便 • 样品的后腔可调节 第10页/共45页
工作原理 双传声器传递函数法测量吸声系数
第测量传声器、功放、分析仪几部分组成。阻抗管又分为 声源、声源筒、试件筒。声源可以产生宽带的稳定随机信号，声源筒使声源与样品间产生平 面波，并使测量传声器在平面波场中。声源产生的声波作用到样品上一部分会被吸收、一部 分会被反射，两个测量传声器上实际测量到的声压为入射声压加上反射声压。采用双通道数 字信号分析仪测量固定位置两个传声器的复传递函数，可以计算出复反射系数、吸声系数、 声阻抗率等。详细的测量方法可以参考GB/T 18696.2-2002或ISO 10534-2:1998。
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配置清单
用户需自备计算机一台，要求1G以上第1主9页频/，共415G页以上内存，windows XP操作系统。
吸声测量操作过程
• 准备工作 第一步：连
接硬件，连 接图如右图 所示
图中连线： （1）AWA6290B的信号发生器端口通过BNC线相连与AWA5871的“Input”端口； （2）AWA5871的“Output”端口（功率放大）通过功放线相连与驻波管的扬声器； （3）AWA6290B的信号采集通道1通过BNC头与传声器1相连；
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• 一般测量之前都需要校准两个传声器，且两个传 声器的频响需尽可能一致，校准时总值之差尽可 能控制在0.3dB。
• 温度测量。每次测试前后的温度准确度尽可能控 制在0.5K。温度值可以通过AWA6223声校准器 测得。
• 大气压强。起伏不大于±0.5kPa.大气压强可以通 过AWA6223声校准器测得。
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内径29mm声源管上传声器位置有两个，传声器 间距20mm，近传声器到被测试件的距离为100mm， 测量频率范围是500 Hz到6.4 kHz。试件管有效长度 200mm。
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AWA8551A型阻抗管
组成：声源、内径64 mm声源管、内径64 mm试件管. 内径64 mm声源管上传声器位置有 三个，传声器的间距分别为：40mm、80mm， 频率下限分别对应到400 Hz、100 Hz；近传声器 到被测试件的距离为70mm。测量频率范围是100 Hz到3.2 kHz。试件管有效长度200mm。
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以大管为例，使用传声器间距为70mm （靠吸声材料端的那两个）。
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启动软件 插入吸声系数测量
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属性设置
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测量吸声系数的步骤：
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样品对比
当测量完一次吸声系数以后，使用者可以保存当前的吸 声测量值。保存方法是在“吸声系数分析窗”的图形工 具栏上点击 ，然后弹出对话框，要求输入样品名称，如“测量1”， 确定后，在左边属性栏中显示“测量1”的信息
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测量方法一：交换通道法
用于测试样品比较少的情况。测试时，需要交换两个传声器的位置。交换的 目的主要是相位校准
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软件启动-插入吸声系数测量
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属性设置
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基本属性设置完后，首先点击软件菜 单下的“start”按钮，启动软件， 然后点击“吸声系数测量分析窗”左 上角按钮“start”启动测量。测量 完后，根据提示，交换两个传声器的 位置，继续点开始测量交换通道后的 传递函数。
同样的步骤测量第二次，并保存为“测量2”，第三次测 量，保存为“测量3”。最后左边属性栏如下图所示
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样品对比属性中，如果在“合并样品记录”上打勾。 则显示合并后吸声系数曲线，如果在“显示记录结果” 则同时显示历史记录，即“测量1”“测量2”等的结果 曲线，如果在“显示当前测量结果”后面打勾则同时显 示最后一次的测量结果。如果“合并样品记录”不大打 勾。则如果在“测量1”或“测量2”或“测量3”后面打 勾，即可显示其吸声系数测量结果。各种曲线的颜色可 以通过“线条颜色”来控制。
阻抗管根据管径及用途不同又分为： AWA8551型阻抗管，AWA8551A型阻抗
管，AWA8551T型传递损失管，AWA8551AT 型传递损失管。
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主要特点
• 符合标准：GB/T 18696.2-2002（ISO 105342:1998）《声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分 传递函数法》
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技术参数
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AWA8551型阻抗管
组成：声源、内径100 mm声源管、内径100 mm试件管、内径29 mm声源管、内径 29 mm试件管。
内径100 mm声源管上传声器位置有三个，两传声器的间距分别为70mm，140mm， 频率下限分别对应到100 Hz、50 Hz；近传声器到被测试件的距离为100mm。测量频率 范围是50 Hz到1.6 kHz。试件管有效长度200mm。
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注意事项
• 尽量保证没有漏声的孔和缝，如果有可用粘合剂密封（硅脂等），阻抗管最好有防止外 界噪声或振动传入的隔声隔振处理（如橡胶垫）。
• 阻抗管中空气柱的共振总是会发生的。建议在阻抗管内靠近扬声器的部位铺设至少 200mm长的有效吸声材料抑制这些共振。
• 信号幅度的选定。测量时，所有感兴趣的频率的信号幅度都应至少比背景噪声高40dB。 有些频率范围可以通过信号发生器软件中的均衡功能，提高信噪比。
什么是传递函数？
• 在电路或控制系统理论中，将输出量y(t)的拉
普拉斯变换Y(s)与输入量x(t)的拉普拉斯变换 X(s)之比定义为传递G函(s)数 。Y (s)
X (s)
• 如果令s=jw，传递函数可以用频率响应法表示，
即
我们公司采用的传递函数，定义为输入与输出信号的互功率谱与输入的
自功率谱的比值
AWA6290B的信号采集通道2通过BNC头与传声器2相连； （4）AWA6290B的USB口通过USB线第与20计页算/共机45相页连。
第二步：对两个传声器进行校准，校准设备采用 AWA6223校准器。同时记录下当前的室温和气压 （这两个参数要输入到软件中，做为声速的计算参 数）；
第三步：打开计算机上信号发生器软件，单通道 0，白噪声发声。为了提高信噪比一般需要通过均衡 器对信号进行均衡。均衡方法，首先，对信号衰减 20dB（防止信号过载），然后调节OCT 中心频率点 （如果6-2所示），最后调节AWA5871功率放大器 增益按钮，调节白噪声声压。根据标准GB/T 18696.2-2002（ISO 10534-2:1998）感兴趣的频 率点声压值比本底至少高10dB，本系统建议高40dB （ 测 量 时 的 输 入 声 压 总第值21页在/共1450页8 d B 左 右 ） 。 测 量 前 扬
々声阻抗率（Zs ）
声场中某一点处的声压与质点速度的比值。
々
声
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性
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平面自由行波在媒质中某一点的有效声压与通 过该点的有效声质点速度的比值。
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感谢您的观看！
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工作原理 四传声器法隔声测量原理图
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四传感器法的隔声量测量原理图如图2所示。信号发生器产生的信号, 经扬声器变为 声波进入声源管后产生平面声波A , 遇测试样品, 一部分被吸收, 一部分被发射, 形成反射平 面声波B ; 一部分经测试样品, 进入接收管, 形成平面声波C; 平面声波C 遇吸声末端, 一部 分被吸收, 一部分被反射, 形成反射平面声波D。在测试样品前后分别放置两个传声器, 用于 测量所在位置处的声压, 采用驻波分离方法,可用两个传感器把入射波A、C与反射波B、D分 开,接收端的入射波A除发声端的入射波C就可以得到传声透射系数。
G( jw) PXY ( jw) PXX ( jw)
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传递函数的基本思想
• 传递函数是拉斯变换的基础上，通过系统本身的参数描述使线性定常系统输入量 和输出量建立了联系。
• 当系统内部结构不清楚，或者根本无法弄清它的内部结构时，借助系统的输入来 看输出，也可以研究系统的功能和固有特性。
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传递函数法吸声测量理论
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传递函数法吸声系数测量系统介绍
传递函数吸声系数测量系统由阻抗管，AWA5871 型功放、AWA6290B型多通道噪声振动分析仪，经 过严格相位配对的1/4”传声器对及软件组成。其中， 软件包括信号发生器软件和AWA6290M信号分析软 件，另外配备AWA6223声校准器。可测定法向入射 条件下吸声材料的吸声系数，较之驻波比法更为快捷 。
第39页/共45页
• 测试平均数的选取。为了有效抑制噪声引起的随机 误差，对测得的信号频谱做平均。建议值为500次 （软件中有这个设定），数据重叠率87.5%（大约 30秒）
• 传感器的安装。两个传感器安装在试件筒上时，务 必保证保护罩在同一水平面上。
• 空腔的选择。当测试材料，需要测量材料的厚度， 根据厚度调节空腔。如果不需要空腔，则驻波管空 腔端的拉升长度应与材料厚度相同。
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测量结果之传递函数
曲线越光滑表示测试的效果越好。
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测量结果之吸声系数
如果测试材料为铝板，则吸声系数基本上小于0.1。测试的吸声系数越小越好，越小表 示铝板的反射性能好（这是验证阻抗第管29性页能/共的45方页法之一）
测量方法二：预先校准法
预先校准法主要用于批量材料测试，一般在测量之间先校准校准因素。
• 扬声器的选择，扬声器的中心小半圆不能凹陷，如 果有凹陷对测量有一定的影响。
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• 仪器连接。传声器与AWA6290B的连接线时，两 个BNC头，标有1的这头与AWA6290B的输入通道 1相连，标有2的这头与AWA6290B的输入通道2相 连。传声器这段，标有1的放到靠扬声器这端，标 有2的放到靠吸声材料这端。在扬声器与 AWA5871功率放大器相连时，扬声器的正极（红 色）连接功率放大器的功率输出端正极（红色）， 扬声器的负极（黑色）连接功率放大器的功率输出 端负极（黑色）。AWA5871功率放大器输入端与 AWA6290B的信号发生器输出通道0相连。
• 被测材料边缘尽可能的光滑，可用切割工具对材 料进行切割。为了防止漏声，可以在边缘涂上少 量的硅脂进行密封处理。
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有关定义
々法向入射吸声系数（ ）。
法向入射平面波进入试件表面的声功率与入射 声功率的比值。
々法向入射声压反射因素（r ）
基本面上法向入射平面波的反射波振幅与入射 波振幅的复数比值。
• 双传声器传递函数法 • 多种管径，多种传声器间距，测量的频率范围宽 • 相位严格配对，下限频率低（50Hz） • 只需小的样品（29mm、63mm和100mm） • 样品安装及拆卸方便 • 样品的后腔可调节 第10页/共45页
工作原理 双传声器传递函数法测量吸声系数
第测量传声器、功放、分析仪几部分组成。阻抗管又分为 声源、声源筒、试件筒。声源可以产生宽带的稳定随机信号，声源筒使声源与样品间产生平 面波，并使测量传声器在平面波场中。声源产生的声波作用到样品上一部分会被吸收、一部 分会被反射，两个测量传声器上实际测量到的声压为入射声压加上反射声压。采用双通道数 字信号分析仪测量固定位置两个传声器的复传递函数，可以计算出复反射系数、吸声系数、 声阻抗率等。详细的测量方法可以参考GB/T 18696.2-2002或ISO 10534-2:1998。
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配置清单
用户需自备计算机一台，要求1G以上第1主9页频/，共415G页以上内存，windows XP操作系统。
吸声测量操作过程
• 准备工作 第一步：连
接硬件，连 接图如右图 所示
图中连线： （1）AWA6290B的信号发生器端口通过BNC线相连与AWA5871的“Input”端口； （2）AWA5871的“Output”端口（功率放大）通过功放线相连与驻波管的扬声器； （3）AWA6290B的信号采集通道1通过BNC头与传声器1相连；
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• 一般测量之前都需要校准两个传声器，且两个传 声器的频响需尽可能一致，校准时总值之差尽可 能控制在0.3dB。
• 温度测量。每次测试前后的温度准确度尽可能控 制在0.5K。温度值可以通过AWA6223声校准器 测得。
• 大气压强。起伏不大于±0.5kPa.大气压强可以通 过AWA6223声校准器测得。
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内径29mm声源管上传声器位置有两个，传声器 间距20mm，近传声器到被测试件的距离为100mm， 测量频率范围是500 Hz到6.4 kHz。试件管有效长度 200mm。
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AWA8551A型阻抗管
组成：声源、内径64 mm声源管、内径64 mm试件管. 内径64 mm声源管上传声器位置有 三个，传声器的间距分别为：40mm、80mm， 频率下限分别对应到400 Hz、100 Hz；近传声器 到被测试件的距离为70mm。测量频率范围是100 Hz到3.2 kHz。试件管有效长度200mm。
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以大管为例，使用传声器间距为70mm （靠吸声材料端的那两个）。
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启动软件 插入吸声系数测量
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属性设置
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测量吸声系数的步骤：
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样品对比
当测量完一次吸声系数以后，使用者可以保存当前的吸 声测量值。保存方法是在“吸声系数分析窗”的图形工 具栏上点击 ，然后弹出对话框，要求输入样品名称，如“测量1”， 确定后，在左边属性栏中显示“测量1”的信息
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测量方法一：交换通道法
用于测试样品比较少的情况。测试时，需要交换两个传声器的位置。交换的 目的主要是相位校准
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软件启动-插入吸声系数测量
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属性设置
第26页/共45页
基本属性设置完后，首先点击软件菜 单下的“start”按钮，启动软件， 然后点击“吸声系数测量分析窗”左 上角按钮“start”启动测量。测量 完后，根据提示，交换两个传声器的 位置，继续点开始测量交换通道后的 传递函数。
同样的步骤测量第二次，并保存为“测量2”，第三次测 量，保存为“测量3”。最后左边属性栏如下图所示
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样品对比属性中，如果在“合并样品记录”上打勾。 则显示合并后吸声系数曲线，如果在“显示记录结果” 则同时显示历史记录，即“测量1”“测量2”等的结果 曲线，如果在“显示当前测量结果”后面打勾则同时显 示最后一次的测量结果。如果“合并样品记录”不大打 勾。则如果在“测量1”或“测量2”或“测量3”后面打 勾，即可显示其吸声系数测量结果。各种曲线的颜色可 以通过“线条颜色”来控制。