从平面波作用下三维声强阵列的理论推导出发,通过声压、质点振速估计和声强谱计算,比较了正四面体传声器和六传声器的幅值误差和方向性误差,并在全消声室中对数值仿真的结果进行验证.研究结果表明:随着频率增加,幅值误差呈指数式增长,4 k Hz范围内两种传声器的幅值误差均小于0.5 d B,满足精度要求,且正四面体传声器略优于六传声器;在平面波作用下正四面体传声器的方向性精度明显优于六传声器,当频率为8 k Hz时六传声器的角度偏差已接近6°,而正四面体传声器角度偏差仅为1°,且全频域范围内角度偏差增长缓慢.
针对四面体及六传声器布置形式的声强阵列测试精度进行数值计算,比较了两种阵列的幅值测量误差及方向判断误差,并通过消声室的测试分析验证数值计算结果.研究结果表明:随着频率的升高,声强测量的幅值误差也相应增加;声强阵列的半径小于0.012 7 m时,频率为6 k Hz时两者测量幅值误差均超过2 d B.在方向性误差判断方面,四传声器比六传声器存在较大的优势.在kd(波数与传声器声强阵列半径的积)小于1.6时,四传声器声强阵列的方向误差判别小于1°.四传声器声强阵列降低了声强测量的硬件系统要求,但在中频阶段完全可以用于相关的建筑声学测试.
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