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声功率和声强（3） — 基于声压测量的声功率测试
本文为声功率与声强系列文章的第三部分（第一部分请查看《声功率和声强（1）— 名词解释》，第二部分请查看《声功率和声强（2）— 意义及测定方法》）。主要内容为基于声压测量的声功率测定方法。
1、测量面的定义
要基于声压测量来测定声功率，首先必须定义一个测量面。测量面是一个假设的包络面，在其上进行声压测量。测量面需要完全包围测试对象或与声反射闭合表面一起包围测试对象（例如混凝土地面可视作反射面，包络面可不用包含地面）。理论上，测量面与被测物体之间的距离是任意的，距离被测物体的距离越大，被测面就越大，这也是计算声功率时要考虑的因素之一。
测量包络面可以是任意形状，例如，立方体、半球或者测量面跟随被测对象的轮廓。
在自由场中通过测量声压来确定声功率，通常使用半球面。半球的优点是可以通过相对较少的测点包络被测对象来确定声功率。根据ISO 3744，建议至少使用10个麦克风测点，麦克风布点的原则是每个麦克风分配相等的半球表面积。
如果不同测点间的声压差值过大，则必须增加传声器的数量。
2、声功率的测定
为了测定声功率，首先要在自由场中包围声源的测量面S上若干点(1到N)处测量声压级Lp，通过声压级测量值来计算声功率级Lw:
该公式由两部分组成：第一项对不同测点麦克风的贡献进行能量平均，计算dB值。对不同测点位置的声压进行平均，可以得到一个代表整个测试对象的声压。在第二项中，测量面S的大小与参考面S0相除，同样也转换成dB值。考虑测量包络面尺寸，使得声功率级的计算不受测量麦克风与被测量对象之间距离的影响。
3、测量包络面尺寸的影响
测量包络面越大，意味着被测物体与测量传声器之间的距离越大。这导致测量到的声压较低，因此方程第一项的值较低。然而，增大的测量面会使得第二项值变大，对总体结果幅值进行了补偿。
测量包络面越小，被测物体与测量传声器之间的距离越小。这导致测量到的声压更高，因此方程第一项的值也更高。然而，较小的测量面使得第二项值变小，对总体结果幅值进行补偿。
4、精度等级
各种标准（如ISO 3744）规定了严格的测试步骤。根据现有的测量设备和测试过程中测量条件的不同，分成了不同的测量精度等级。1级精度（精密级）具有最多的测试要求，3级精度（简易级）作为简易测量方法。
5、修正值
为了消除测试外部影响，使声功率测量结果具有可比性，在计算中需要通过修正因子进行修正。通过这种方式，修正背景噪声和测试房间等对结果造成的影响。此外还必须考虑环境条件（例如低温）造成的影响。ISO 3744中使用的修正因子K0、K1和K2就是为了分别实现这三项修正的目的。
大气修正值K0
这个修正系数对大气环境的影响进行修正。为此，必须测量测试过程中的大气压力和温度，然后根据测量结果确定K0的dB数值。
背景噪声修正值K1
为了确定频率相关的修正值K1，必须在测试对象不工作的情况下进行背景噪声测量，测量得到背景噪声水平。如果背景噪声值与测试对象工作时噪声值相比过高，则必须使用K1进行修正。背景噪声包括空气噪声、结构噪声和测试设备的电噪声。
环境修正值K2
与频率相关的修正值K2考虑了影响声压测量的环境因素（例如，房间不必要的反射和吸声）。
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海德声科（HEAD acoustics China）是全球领先的声学解决方案及声音与振动分析领域供应商HEAD acoustics GmbH在中国设立的子公司。HEAD acoustics凭借其在声学领域的专业性和相关软硬件研发的先驱地位，在NVH、声学和语音音频质量的测量、分析和优化领域广受赞誉。其产品和服务广泛用于汽车、电信、IT设备、办公用品和家电行业的制造商和研究机构，以及在声音环保领域的企业与院所等。
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