I. Phân tích yếu tố ảnh hưởng chính xác

1. Nguyên tắc đo lường và sơ đồ kỹ thuật

Phương pháp truyền thanh kép: Cường độ âm thanh được tính bằng cách đo gradient áp suất âm thanh giữa hai bộ truyền thanh, độ chính xác phụ thuộc vào khoảng cách giữa các bộ truyền thanh (khoảng cách điển hình 0,5-10 mm) và tính nhất quán pha.

Thiết kế khoảng cách cố định truyền thống: Độ chính xác khoảng ± 1-2dB trong băng tần 100Hz-10kHz, băng tần cao (>10kHz) dễ bị lỗi pha do khoảng cách tiếp cận bước sóng.

Công nghệ Variable Pitch: chẳng hạn như hệ thống 3560D của B&K, đạt được độ chính xác ± 0,5dB ở 20Hz-20kHz bằng cách điều chỉnh khoảng cách động (0,6-6mm).

Phương pháp quét và đo mảng: bằng cách quét không gian hoặc phân phối cường độ âm thanh giả lập mảng, độ chính xác bị ảnh hưởng bởi bước quét (thường ≤λ/10) và thuật toán, chẳng hạn như công nghệ tạo chùm tia có thể đạt được độ chính xác ± 3cm khi xác định vị trí nguồn âm thanh.

2. Thông số hiệu suất phần cứng

Độ phù hợp với bộ truyền thanh: Sự khác biệt về độ nhạy giữa hai bộ truyền thanh cần<0,1dB (ví dụ: bộ truyền thanh loại PCB378B02, lỗi phù hợp<0,05dB), nếu không sẽ giới thiệu độ lệch hệ thống.

Tiếng ồn tiền khuếch đại: Tiếng ồn đầu vào tương đương yêu cầu<20dB (A) (chẳng hạn như dòng NI4472, giới hạn đáy tiếng ồn 12dB), nếu không tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn không đủ khi đo cường độ thấp (<30dB).

Độ chính xác lấy mẫu và xử lý: ADC 24 bit (như Rionna-28) phối hợp với tốc độ lấy mẫu 48kHz, có thể kiểm soát lỗi định lượng trong vòng ± 0,01dB.

3. Điều kiện môi trường và hiệu chuẩn

Độ ồn xung quanh: Độ ồn xung quanh cần thấp hơn 10 dB so với âm thanh mục tiêu, nếu không sẽ giảm tiếng ồn bằng bộ lọc FFT (chẳng hạn như bẫy 50Hz) hoặc phương pháp trung bình không gian.

Tác động nhiệt độ/độ ẩm: Độ nhạy của bộ phát âm thay đổi theo nhiệt độ khoảng 0,02dB/℃ (ví dụ: loại GRAS46BE) và cần được bù theo thời gian thực bằng cảm biến nhiệt độ tích hợp (lỗi sau khi bù<0,1dB).

Theo dõi hiệu chuẩn: Cần phải thường xuyên hiệu chuẩn trong điều kiện trường tự do với bộ hiệu chuẩn cường độ âm thanh như B&K4231 và độ không đảm bảo hiệu chuẩn cần<0,3dB (k=2).

II. kịch bản suy giảm chính xác và các biện pháp đối phó

1. Đo băng tần cao (>10kHz)

Nguyên nhân suy giảm: Làm mờ pha được tạo ra ở khoảng cách loa>λ/2 (ví dụ: bước sóng âm 10 kHz 34mm, lỗi lý thuyết ± 3dB ở khoảng cách 10 mm).

Giải pháp: Sử dụng loa siêu nhỏ 0,6mm (như GRAS40PH), kết hợp với thuật toán nội suy FFT, giảm lỗi xuống ± 1,2dB ở 20kHz.

2. Đo trường gần (khoảng cách từ nguồn âm thanh<0,5m)

Nguyên nhân suy giảm: gradient áp suất âm thanh có đặc tính sóng không phẳng đáng kể, phương pháp truyền thanh kép truyền thống giả định thất bại (lỗi lý thuyết>5dB).

Giải pháp: Sử dụng công nghệ đo cường độ âm thanh hình cầu, chẳng hạn như hệ thống PULSE của Brüel&Kjær, để phù hợp với cường độ âm thanh thông qua quét đa mặt, lỗi có thể được kiểm soát ở mức ± 1,5dB.

3. Môi trường phản xạ mạnh

Nguyên nhân suy giảm: Âm thanh phản xạ chồng chất với âm thanh trực tiếp dẫn đến biến dạng gradient áp suất âm thanh (lỗi có thể đạt ± 3dB).

Giải pháp: Sử dụng công nghệ phân hủy vector cường độ âm thanh, tách âm thanh trực tiếp bằng thành phần cường độ âm thanh ba trục x/y/z, phối hợp với đo thời gian hồi âm (ISO3744) để sửa lỗi.

Độ chính xác của máy đo cường độ âm thanh trong điều kiện lý tưởng (trường tự do, hiệu chuẩn tốt) có thể đạt ± 0,5-1dB, nhưng ứng dụng thực tế bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như môi trường, băng tần, khoảng cách đo, độ chính xác có thể giảm xuống ± 3dB. Người dùng cần chọn dụng cụ phù hợp theo cảnh (ví dụ: mô hình bộ truyền thanh kép được chọn trong nghiên cứu khoa học, loại di động được chọn trong công nghiệp) và đảm bảo độ tin cậy đo bằng hiệu chuẩn định kỳ và sửa lỗi. Các công nghệ mảng mới nhất và các thuật toán thông minh đang thúc đẩy sự phát triển về độ chính xác cao hơn (như ± 0,3dB) để đáp ứng nhu cầu phân tích nguồn tiếng ồn chính xác trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ và ô tô năng lượng mới.