4. Методика проведения работы и обработка результатов

4.1. Измерение коэффициента звукопоглощения материалов при нормальном падении звуковых волн. Для выполнения этой части работы необходимо:

1. Ознакомиться со схемой установки и конструкцией измерительной трубы (верхняя часть рис. 6.2.). Укрепить испытуемый материал так, чтобы его наружная поверхность была заподлицо с краями трубы. Вставить стальной сердечник до засечки, соответствующей толщине звукопоглощающего материала (при измерении звукопоглощения стали сердечник вставляется до упора). Установить переключатели П₁ и П₂ в положение «1».

2. Передвинуть микрофон с зондом в положение, соответствующее нулевому делению на шкале расстояний и, включив установку, установить на шкале генератора (в режиме синусоидального сигнала) одну из последовательного ряда частот: 125, 180, 250, 360, 500, 1000, 2000 Гц. Выбрать полосу фильтра так, чтобы она соответствовала установленной частоте и установить такое выходное напряжение генератора, чтобы обеспечить напряжение на выходе микрофона в пределах 3 ... 10 мВ.

3. Медленно выдвигая зонд с микрофоном из трубы, добиться минимального показания вольтметра (U_мин), соответствующего давлению в узле стоячей волны. Убедиться, что данные показания вольтметра соответствуют минимальному сигналу, а не помехе путём выключения генератора. Включить вновь генератор и ещё более выдвинуть зонд из трубы, чтобы получить максимальные показания вольтметра (U_макс) для пучности звукового давления. Записать значения U_мин, U_макс, отношения n= U_макс/ U_мин и расстояния до первого минимума давления в таблицу 6.1.

Измерения в точках первого (от поверхности материала) минимума и следующего за ним максимума следует проводить для того, чтобы ослабить влияние затухания давления из-за трения о стенки трубы. Для самой низкой (125 Гц) частоты (из-за недостаточной длины трубы) допускается использование значения U_макс при установке микрофона в нулевое положение. Особого внимания требует измерение напряжения в точке минимума давления (микрофон следует передвигать очень медленно) стоячей волны, поскольку он получается весьма острым. Здесь для повышении точности фиксации минимума давления целесообразно определять его на слух с помощью монофонических головных телефонов (ГТ), подключенных на выход милливольтметра V.

По результатам измерений вычислить по указанным формулам значения n, α₀, φ, r_н, x_н, Z_а,н для каждой частоты и, кроме x_н, записать их в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Материал ………………………(без зазора)

Частота, Гц	Измеренные и вычисленные величины
	Uмин, мВ	Uмакс, мВ	n = Umax/Umin	∆lmin	α0	φ, рад	rн
125 … … 2000

Для расчета α₀ можно воспользоваться графиками (верхним для и нижним для ) зависимости звукопоглощения α₀ от отношения , представленными на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Зависимости коэффициента звукопоглощения α₀ от отношения

4. Установить между испытуемым материалом и стальным сердечником воздушный зазор путём выдвижения последнего из насадки на величину, указанную преподавателем. Повторить п.п. 1..3 для этого случая, результаты измерений и расчётов записать в таблицу 6.2, аналогичную табл. 6.1. Построить частотные характеристики зависимости α₀, r_н, для заданного материала с воздушным зазором и без него на одном графике. Сравнить построенные частотные графики с предыдущими и сделать соответствующие выводы.

5. Повторить измерения и расчёты по п.п. 1..4 для других материалов, указанных преподавателем. По данным из таблиц построить необходимые частотные графики и написать общие выводы.

4.2. Измерение диффузного коэффициента звукопоглощения в ограниченном диапазоне частот. Для измерения α_Д следует:

1. Ознакомиться с конструкцией макета реверберационной камеры и закрыть вырезы в ее стенках заглушками без звукопоглощающего материала. При этом измерительный микрофон должен находиться примерно в середине макета.

2. Поставить переключатели П₁ и П₂ в положение «2» и включить установку. Установить на выходе генератора «белого» шума в режиме постоянства тока (выходное сопротивление 600 Ом) такое напряжение на громкоговорителе, чтобы показания милливольтметра (анализатора спектра) на выходе микрофона в 1/3 октавной полосе 1600 Гц составили не менее 6..8 мВ. При этом микрофон должен быть размещен в ближнем поле (3..5 см) громкоговорителя. Определить в этой точке частотную характеристику громкоговорителя по прямому звуку на всех третьоктавных полосах диапазона от (6.11) до 4000 Гц. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 6.3.

Таблица 6.3.

Напряжение на вых. МК, мВ	Центральные частоты 1/3 октавных полос, fц, Гц
	fн=…	800	…	1600	…	4000
Uвых, мВ			…		…
Uвых, дБ			…	0	…

Данные из табл. 6.3 использовать для коррекции напряжения на выходе генератора шума, чтобы обеспечить примерное постоянство выходного напряжения микрофона (6..8 мВ) и в других точках модели РК (удаленных от громкоговорителя и стенок на 8..10 см) для разных частотных полос для использования в расчете (6.10) при отсутствии ЗПМ.

3. Произвести измерение U₂ (при корректированном U₁) на выходе микрофона для полос шума с f_ц=1600 Гц в 3..5 отмеченных точках на полу модели при различном размещении испытуемого ЗПМ, указанным руководителем. По формуле (6.10) вычислить диффузный коэффициент звукопоглощения для трех вариантов размещения образца ЗПМ. Результаты измерений и вычислений записать в табл. 6.4.

Таблица 6.4.

Точки измерений при fц=1600 Гц	Размещение образца ЗПМ на стенках модели РК
	прямо			сверху			Сбоку
	U1, мВ	U2, мВ		U1, мВ	U2, мВ		U1, мВ	U2, мВ
Точка 1			-			-			-
Точка 2			-			-			-
Точка 3			-			-			-
….			-			-			-
СКЗ напряжения по всем точкам	, мВ =	, мВ =		, мВ =	, мВ =		, мВ =	, мВ =

По данным табл.6.4 сделать вывод о влиянии размещения ЗПМ на величину диффузного коэффициента звукопоглощения.

4. Произвести необходимые измерения и вычисления на всех третьоктавных полосах диапазона от f_н до 4000 Гц. Для этого, установив на фильтре (анализаторе спектра) соответствующую полосу, измерить напряжение U₂ (с коррекцией U₁) на выходе микрофона в 3..5 точках его размещения при отсутствии в модели РК звукопоглощающего материала и при его наличии во всех трех вырезах стенок. Измеренные и вычисленные данные записать в табл. 6.5 и выключить установку.

Таблица 6.5.

Точки измере-ний	Выходное напряжение микрофона в 1/3 октавных полосах с центральными частотами, fц, Гц
	fн=…			800			…	1600			…	4000
	U1, мВ	U2, мВ		U1, мВ	U2, мВ			U1, мВ	U2, мВ			U1, мВ	U2, мВ
т. 1			-			-				-				-
т. 2			-			-				-				-
т. 3			-			-				-				-
….			-			-				-				-
СКЗ напря-жения по всем точкам	, мВ =	, мВ =		, мВ =	, мВ =			, мВ =	, мВ =			, мВ =	, мВ =

По результатам табл. 6.5 построить график зависимости от частоты f_ц в нормальном масштабе и сделать поясняющий вывод. Необходимые для расчета дополнительные данные получить у руководителя.