Глава 3

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ Я СКОРОСТИ ЧАСТИЦ. АБСОЛЮТНАЯ КАЛИБРОВКА МИКРОФОНОВ

§ 1. Введение

В лабораториях, где выполняются акустические измерения, необ­ходимы точею откалиброванные эталонные микрофоны для измерения интенсивности звукового поля. Эти эталонные микрофоны могут приме­няться либо непосредственно для тонного измерения акустических вели­чин в том или ином эксперименте, лпбо для калибровки других микрофо­нов. До недавней разработки метода вэоимиости калибровка эталонного микрофона могла производиться лишь измерением электрического на­пряжения на выходе микрофона в звуковом доле, созданном источником с известными (измеренными или рассчитанными) интенсивностью и харак­теристикой направленности. Данные, характеризующие источник, опре­делялись либо наблюдением какой-нибудь величины, связанной с силой звука (например, при помощи диска Рэлея), либо теоретически для излу­чателей, свойства которых допускают расчет (например, пистонфоны или термофоны). В связи с этим настоящая глава содержит два в извест­ной степени независимых раздела, указанных в заголовке.

Плоская бегущая звуковая волна может быть охарактеризована раз­личными величинами: измерение одной или нескольких из них позволяет рассчитать силу звука. К таким величинам относятся:

1. Звуковое давление в какой-нибудь точке пространства;

2. Скорость частиц в какой-нибудь точке пространства;

3. Смещение частиц в какой-нибудь точке пространства;

4. Градиент звукового давления между двумя бесконечно близкими точками;

• 5) изменение плотности в какой-нибудь точке пространства (обычно наблюдается оптическими методами);

0. Изменение температуры в какой-вибудь точке пространства;

7. Сила звука в какой-нибудь точке пространства;

8. Увеличение статического давления вблизи отражающей поверхности.

Разработке методики измерений всех этих величин посвящен целый

ряд исследований. Зачастую основной характеристикой звуковой волны является сила звука, т. е. поток энергии, проходящей за единицу времени в определенном направлении через поверхность единичной площади, перпендикулярную к этому направлению. Однако прямое измерение силы звука весьма затруднительно; в литературе встречается лишь одна попытка в этом направлении И] (см. гл. 4). Измерсппе повышения статического давления вблизи отражающей поверхности¹), а также измерение периоди­ческих колебаний плотности или температуры в какой-либо точке звуко­вого поля не дают достаточной точности и представляют значительные

‘) Следует отметить существенное упущение: автор обходит молчанием метод радиометра, ”в котором используется давление радиации звуковых волн. Этот метод пользуется широким расщ)острапспием как в СССР, так и за рубежом. Впервые этот метод был применен Альтбергом [54) для измерений в воздухе; применение этого метода для измерений в воде изложено в работе Соколова 155]. Очень удачный и чувстви­тельный радиометр сконструирован советскими физиками [[56).—Прим. ред.