声与振动测量实验指导书.doc

声与振动测试实验指导书西北工业大学航海学院2012年 3 月实验一 声信号采集及Spectra软件应用一、实验目的1. 学会用计算机声卡采集、保存、处理声频信号，并将其存为数据文件；2. 采集给定设备的噪音信号或语音信号，分析其时域特征及频谱结构；3. 学习spectra lab(plus)谱分析软件的使用,用该软件对所采集的声信号进行谱分析二、实验要求1. 熟悉spectra lab的应用环境，能够在各种模式下正确操作运行；2. 能够正确地采集语言、音乐及设备噪声信号，并将其记录成数据文件，同时能用spectra软件对这些文件进行时域及频域分析三、实验环境1. 声传感器（microphone）2. 大宇牌手电钻：250W3. 通用计算机4. spectra lab(plus)谱分析软件5. 有源音箱四、实验内容、步骤实验内容：1. 采集并保存手电转钻空转时的噪音信号，观察其时域信号特点（最大值、最小值及均值等）及频谱特征；将其存为.WAV文件格式，用Matlab语言调入后分析频谱结构，绘出频谱简图2. 采集并保存本人的声音信号（唱或朗读），观察其信号实域及频域特点，绘出频谱简图实验步骤：1.将声传感器（microphone）连接到计算机的mic输入口。

2.启动计算机，打开spectra lab(plus)谱分析软件，进行有关设置，如： 采样频率/样本点数/平均次数/抽取比例/显示设置等3.模式（Mode）设置(1). 将Mode设置为实时（Real time）方式,打开Run运行开关，此时输入的信号为背景噪声，通过时域及频域观察窗可观察到相应的时域及频域波形，通过调节有关按钮（如频率扩展、压缩、自动量程等），使图形显示适中2). 由声源分别发出单频、多频及扫频声，调节有关按钮，观察相应的时域及频域波，同时注意观察有信号时和无信号时声级的差别，即背景噪声的大小3). 将Mode设置为记录器方式（Rcorder）,由声源分别发出单频、多频及一段音乐，将其记录为三个.wav文件，按Rec按钮开始记录，同时记时表开始记时，根据记时表，将所记录将文件长度控制在4～10秒所记录的文件也可在该方式下播放4). 将Mode设置为后处理方式（Post process），分别打开所记录的文件，进行相应的谱分析该文件也可用Matlab程序打开，做进一步的编辑处理等五、实验报告要求及记录格式1. 根据谱分析结果,画出手电钻空载时的时域及频域图，并分析其频谱特性；2. 画出所采集的语言声及音乐声时频域图，分析其频谱特点。

六、实验注意事项1．声音信号采集时注意控制背景噪声（说话、桌面及地面振动等）2．设备噪声信号采集时应注意安全七、讨论思考题本试验所用的采集系统有什么优缺点？不同形式的信号听起来有什么区别？实验二 城市区域环境噪声测量一、实验目的1．监测环境噪声,掌握城市区域环境噪声的基本测量方法2．根据所测区域的噪声分布，对该区域进行噪声评定分析二、实验要求1．在校园内选择具有代表性的区域，通过目测进行网格布点，测点应不小于10点2．要求2人一组，相互配合，每个测点记录数据不少于100个三、实验环境1．校园内自选具有代表性的区域2．HS5633数字声级计HS5633数字声级计简介：该仪器符合国际IEC651或GB3785-83Ⅱ型仪器的要求能实现一般声级测量并具有最大声级保持功能，其主要技术指标如下：1） 测量范围：40—130dB2） 频率特性：A计权3） 检波特性：真实有效值4） 动态特性：快和慢5） 传声器： 1/2英寸驻极体电容传声器四、实验内容、步骤 实验内容：城市区域环境噪声测量实验步骤： 1．每两人一组到302专业实验室领取声级计，并进行仪器标定用标准声源标定时，显示器应指示94±0.5dB,否则，调节CAL电位器使之达到规定值。

2．选择合适的测量区域如各教学区、体育场、生活区等，将其划分为等距网格，确定测点位置，测点数为15～203．每隔5秒读一瞬时A声级，每次每个测点应连续读取100个数据4．按照下式计算各测点的等效连续声级LAeq，T其中 n为每个测点的数据个数 LPAi为瞬时A声级， 5．按照LAeq，T绘制噪声污染图，一般以5dB为以等级，以不同颜色或阴影线表示各噪声污染等级，如下表所示噪声带颜色阴影线35dB以下浅绿色小点，低密度36～40dB绿色中点，中密度41～45dB深绿色大点，高密度46～50dB黄色垂直线，低密度51～55dB褐色垂直线，中密度56～60dB橙色垂直线，高密度61～65dB朱红色交叉线，低密度66～70dB洋红色交叉线，中密度71～75dB紫红色交叉线，高密度76～80dB蓝色宽条垂直线81～85dB深蓝色全黑6．根据城市区域噪声标准GB3096—93（见下表）进行噪声评定类别昼间（LAeq dB）夜间（LAeq dB）0504015545260503655547055各类标准的适用区域：①．0类标准适用于疗养院、高级别墅区、高级宾馆等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。

②．1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域乡村居住环境可参照执行该类标准③．2类标准适用于居住、商业、工业混杂区④．3类标准适用于工业区⑤．4类标准适用城市中的道路交通干线两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域五、实验报告要求及计录、格式1．给出各测点的原始记录数据及等效连续声级；2．绘出所选定的测量区域的噪声分布图，给出该区域的噪声评定结论，并对该区域产生的噪声进行分析六、实验注意事项 1．选择测量区域时要充分考虑测量时的安全性，若中心点的位置不便于测量（如房顶、污沟、禁区等），可移到旁边能测量的地方进行测量2．测量要求传声器离地面高1.2M，并远离其他反射机构3．使用仪器时要安全可靠，不可掉在地上数据记录完毕，立即将仪器交还实验室（交还时也需校准验收）使用中有问题立即与实验室老师联系七、讨论、思考题 1．如果想了解所测区域噪声的时间分布，应采用声么方法？2．如何提高城市区域环境噪声测量精度？实验三 城市交通噪声测量一、实验目的1．城市交通噪声的测量方法2．掌握HS5633数字声级计的使用二、实验要求 1．了解城市交通噪声的基本量值及车流量变化引起交通噪声变化情况2．了解道路两侧的交通噪声分布规律。

三、实验环境 1．城市交通干线两侧2．HS5633数字声级计HS5633数字声级计简介：该仪器符合国际IEC651或GB3785-83Ⅱ型仪器的要求能实现一般声级测量并具有最大声级保持功能，其主要技术指标如下：1） 测量范围：40—130dB2） 频率特性：A计权3） 检波特性：真实有效值4） 动态特性：快和慢5） 传声器： 1/2英寸驻极体电容传声器四、实验内容、步骤 实验内容：城市交通噪声测量实验步骤： 1．每两人一组到302专业实验室领取声级计，并进行仪器标定用标准声源标定时，显示器应指示94±0.5dB,否则，调节CAL电位器使之达到规定值2．测点选择：测点应选在两路口之间的交通干线路边的人行道上，离车行道20CM处，此处距路口应大于50M，这样该测点的噪声可以代表两路口之间的该段道路的交通噪声3．为调查道路两侧区域的交通噪声分布，在垂直道路方向上由近及远设测点测量（每隔1～2M设一个测点，至少应取10个），直到噪声级降到临近道路功能区（混合区）的允许标准值为止 4．每个测点在规定的时间内（如10Min），隔5秒读一瞬时A声级，连续读取200数据，同时记录下车流量。

5．计算累积百分声级 L10、L50 、L90及等效效连续声级LAeq，T等效连续声级可按照下式计算其中 n为每个测点的数据个数 LPAi为瞬时A声级， 6．按照LAeq，T或累积百分声级绘制道路两侧的交通噪声分布图，一般以5dB为以等级，以不同颜色或阴影线表示各噪声污染等级，如下表所示噪声带颜色阴影线35dB以下浅绿色小点，低密度36～40dB绿色中点，中密度41～45dB深绿色大点，高密度46～50dB黄色垂直线，低密度51～55dB褐色垂直线，中密度56～60dB橙色垂直线，高密度61～65dB朱红色交叉线，低密度66～70dB洋红色交叉线，中密度71～75dB紫红色交叉线，高密度76～80dB蓝色宽条垂直线81～85dB深蓝色全黑7．根据城市区域噪声标准GB3096—93（见下表）进行噪声评定类别昼间（LAeq dB）夜间（LAeq dB）0504015545260503655547055各类标准的适用区域①．0类标准适用于疗养院、高级别墅区、高级宾馆等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行②．1类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。

乡村居住环境可参照执行该类标准③．2类标准适用于居住、商业、工业混杂区④．3类标准适用于工业区⑤．4类标准适用城市中的道路交通干线两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域五、实验报告要求及计录、格式1．要求注明实验时间、地点及环境状况，绘处所测区道路两侧的交通噪声分布图；2．给出该段道路交通噪声评定结论，并对交通流量变化引起交通噪声变化情况及道路两侧的噪声分布进行分析六、实验注意事项 1．测量时要时刻牢记安全第一，不要阻碍人流车辆的通行，测量要求传声器离地面高1.2M，并远离其他反射机构2．使用仪器时要安全可靠，不可掉在地上数据记录完毕，立即将仪器交还实验室（交还时也需校准验收）使用中有问题立即与实验室老师联系七、讨论、思考题 1．可否以所测路段的噪声代表改城市的噪声水平？2．道路两旁的噪声分布符合什么样的规律？实验四 自由场法测量声功率一、实验目的掌握消声室和半消声室精密法测声功率的原理和方法二、实验要求1．在消声室采用半球面作为测量表面2．每个测点至少测量2次三、实验环境1．消声室（或半消声室）2．噪声源（以320W大宇6060T手电钻为例）3．HS6288B声级计（2型）4．1／2吋传声器延长电缆5．传声器支架四、实验内容、步骤 实验内容：测量手电钻空载时的声功率 测量原理：噪声源的辐射特性通常用指向特性和辐射功率描述。

声功率的单位为瓦，如用声功率级表示，则 (4.1)式中为声源辐射功率，为声功率级（dB）；基准声功率为10－12 W1．无指向性声源的声功率测量若声源是放在自由空。