声音是通过空气等传播的一种波。其大小被观察为压力波动 (声压) 。声压单位为帕斯卡 (Pa)，但通常使用声压级 (声压级) 来表示声音的大小。声压级以分贝 (dB) 表示。
在使用诸如FFT分析仪之类的分析设备分析声音时，传声器和声级计被用作传感器。在此过程中，需要对分析设备进行校准，以确保分析结果以正确的声压级值显示。
声级计是一种用于测量声压级的测量仪器，其结构集成了传声器、放大器和声压级计算/显示单元。配备交流输出端子声级计可以连接到诸如FFT分析仪等分析设备进行声音分析。
上次我们介绍了本公司DS-2000系列的DS-0221FFT分析软件和DS-0250通量磁盘软件的校准程序，这次我们将介绍DS-3000系列声振动分析软件和CF-9200/9400便携式FFT分析仪的校准程序。请注意，DS-3000系列软件的早期版本的屏幕可能有所不同。
声压和声压级
声音是在空气中传播的一种波，其大小 (声压) 的单位是帕斯卡 (Pa)，但通常使用声压级来表示声音的大小。声压级以分贝 (dB) 表示。
通过空气传播的声音的声压级Lp由以下公式定义:。
(dB)
p:测量声压 (瞬时声压的有效值)
p0:参考声压 (20μPa)
例如，当瞬时声压的有效值为1 Pa时，声压级Lp约为94 dB,如下所示。
(dB)
上次介绍的DS-0221和DS-0250等软件无法指定参考声压 (20μPa) 的值。因此，当以分贝为单位显示功率谱等时，将显示正确的声压级，但以时间轴波形等显示的声压值不正确，而是以帕斯卡 (Pa) 为单位显示值的5万倍 (20μPa的倒数) 。
本文介绍的产品可以指定参考声压 (20μPa) 的值，因此可以将诸如功率谱之类的声压级值和诸如时间轴波形之类的声压值设置为显示正确的值。
图1和图2显示了上次介绍的不指定参考声压的方法 (单位:spl) 和这次介绍的指定参考声压 (20μPa) 的方法测量的声音信号(1 kHz正弦波，有效值:约1 Pa)的时间波形。在图1中，正弦波的振幅非常大，为70,845 (转换为有效值为50,100)，而在图2中，正弦波的振幅为1.417 Pa (转换为有效值为1.002 Pa) 。
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图1不指定基准声压的方法测量的时间轴波形 (单位:spl)
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图2通过指定参考声压 (20μPa) 的方法测量的时间轴波形 (单位:Pa)
声级计与分析装置的连接
图 3 显示了连接声级计和分析设备的示例。
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图 3：声级计与分析设备连接示例。
如果声级计同时具有交流 (AC) 和直流 (DC) 输出端子，请将交流输出端子的信号连接到分析设备。如果声级计的设置允许切换交流和直流输出信号，请切换到交流输出。
我们的声级计LA-1410/1440/4440 和 LA-3260/3560/3570 也可在输出端输出 AC-Z 信号。此功能会在输出端输出以 Z 特性（平坦特性）计权的信号，而无需考虑声级计上选择的频率计权（A 计权/C 计权/Z 计权）。当您希望在声级计上显示 A 计权声压级，但在分析设备上分析 Z 计权（平坦特性）信号时，可以使用此功能。
利用声级计的内部校准信号对分析装置进行校准
使用声级计内部校准信号校准分析装置的步骤如下：
- 按下声级计上的 A/C/Z 键，将频率计权设置为 C 计权。
- 按下声级计上的快/慢键，将时间计权设置为 F。
- 按下声级计上的 LEVEL UP/DOWN 按钮，将声级范围调整到您实际使用的设置。
- 按下声级计上的 CAL 按钮，输出校准信号。
- 参照后述各产品的校正步骤校正分析装置。
- 再次按CAL键停止内部校正信号。
- 按下 A/C/Z 或 FAST/SLOW 等键，使声级计恢复到实际使用设置。
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图 4：声级计校准信号输出屏幕示例。
DS-3000系列声振动分析软件中的设定方法
- 将频率范围设置为与实际测量相同的范围。但是，如果频率范围等于或低于内部校准信号的频率 (通常为1 kHz)，则将范围设置为2倍 (2 kHz) 或更高。
- 操作 [输入输出设置菜单] → [输入设置]，将模拟过滤器设置为Z (FLAT) 。
- 操作 [输入输出设定菜单] →[单位，校样设置]，在校准对话框的单位/校准标签中，将校准 (1) 设定为ON,单位名 (2) 输入“Pa”。EU类型 (3) 选择“V/EU”。输入2E-5 (20μPa) 作为0 dB参考值 (4) 。将EU值保留为1。
- 在校准对话框中显示 EU/SP 选项卡。确认搜索光标位于图表的最右侧，并且图表下方显示“X:OverAll”。将电压范围⑤设置为与校准信号的幅度相匹配。我们的声级计通常具有 0.7 Vrms 的内部校准信号，因此合适的电压范围是 1 Vrms 范围。
- 按下 AVG 按钮⑥，然后按下 Start 按钮⑦ 进行平均值计算。平均值计算结束后，将声级计上显示的校准信号值（例如 94.0 dB）输入到 Calibration Value 框⑧ 中，然后按下 Set 按钮⑨。再次按下 Start 按钮⑦ 进行平均值计算，并确认 Y 值与校准信号值相同。
- 其他频道也同样进行校正。
- 切换到“单位”>“校样”选项卡，确认EU值设置为正确的值或与之前校样时的值大致相同，然后按OK按钮关闭对话框。
- 将在 (1) 和 (2) 之间更改的设置恢复为要用于实际分析的设置。
如何配置CF-9200/9400便携式FFT分析器
- 将频率范围设置为与实际测量相同的范围。但是，如果频率范围等于或低于内部校准信号的频率 (通常为1 kHz)，则将范围设置为2倍 (2 kHz) 或更高。
- 操作 [HOME] ⇒ [输入] ⇒ [输入条件] 并在输入信号条件对话框中将过滤器设置为Z (FLAT) 。
- 操作 [HOME] ⇒ [输入] ⇒ [EU] 并在校准对话框中打开Unit/Calib.选项卡上，为EU (1) 输入ON,为Unit Name (2) 输入Pa。EU Type (3) 选择“V/EU”。输入2E-5 (20μPa) 作为0dB Reference (4) 。将EU Value保留为1。
- 在校准对话框中显示 EU/SP 选项卡。确认搜索光标位于图表的最右侧，并且图表下方显示“X:OverAll”。将电压范围⑤设置为与校准信号的幅度相匹配。我们的声级计通常具有 0.7 Vrms 的内部校准信号，因此合适的电压范围是 1 Vrms 范围。
- 按下主机硬键上的 AVG 按钮，然后按下 START 按钮执行平均值计算。平均值计算结束后，将声级计上显示的校准信号值（例如 94.0 dB）输入到校准值框⑥中，然后按下执行校准按钮⑦。之后再次按下 START 按钮执行平均值计算，并确认 Y 值与校准信号值相同。
- 其他频道也同样进行校正。
- Unit/Calib.选项卡，确认EU值设置为适当的值，或者设置为与之前校对时几乎相同的值，然后按右上×按钮关闭对话框。
- 将在 (1) 和 (2) 之间更改的设置恢复为要用于实际分析的设置。
总结
这次，我们介绍了使用DS-3000系列声学振动分析软件和CF-9200/9400便携式FFT分析仪，将声级计连接到FFT分析仪等分析设备时，利用声级计的内部校准信号进行单元校准的步骤。
下次，我们将向您展示如何使用声学校准器校准传声器。
(摘自2014年8月21日发行的电子邮件杂志)
