聲功率
關注創建者：HBK聲學與振動 創建時間：2021-01-25
聲功率的視頻教程
PULSE 7799型 自由場聲壓法測聲功率
此軟件用來依據 ISO 相關測量標準確定聲功率、調性（tonality）和沖擊(impulsivity)，適用于消聲室等自由聲場。此 PULSE 軟件利用多個傳聲器位置，在自由場聲學環境中測量產品的聲輻射，并藉此確定其噪聲級值。 本視頻教程內容包括： 1. 如何選擇聲功率標準 (00:00-00:45) 2.
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板件等效輻射聲功率分析(ERP)
ERP全稱為等效輻射聲功率，在汽車開發中有著廣泛的應用。如在前期車身開發中，根據ERP分析結果可預測出車身相對薄弱區域，進而進行優化或加強，同時也為車身阻尼片分布提供一定的技術支持和指導。 附件模型供下載練習
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聲功率的實例教程
在以上類推中，暖氣片散發出來的熱能（熱功率）相當于聲功率，溫度相當于聲壓。
聲功率測量
1. 為什么要測量聲功率
我們需要用一個標準來衡量設備噪聲的大小，測量聲壓級與聲功率都可以對其進行評價。
聲壓級的測量結果與所處聲學環境中的距離和方位有關，難以給出確定的數值來評價設備噪聲的大小。
與聲壓相反，聲功率是獨立于環境的客觀量。如果被測聲源的聲學環境已知，就能根據設備的聲功率級預估出聲壓級。因此，聲功率是描述和比較機器輻射出噪聲高低的有效參量。
2. 聲功率測量方法
聲源的聲功率必須在消聲室中測量，分聲壓測量法與聲強測量法。
聲壓測量法：該方法要求在特定的聲學環境中進行。
聲強測量法：聲功率測量可以在普通的聲學環境，甚至在有干擾噪聲的情況下（因為聲強是矢量，積分求聲功率時，干擾聲會相互抵消）。
基于聲強法的聲功率測量有兩種測量方法
離散點法：GB/T 16404標準；
掃描法：GB/T 16404.2標準。
下圖為用掃描法進行平板樣件的聲傳遞損失測量。采用這種方法要求每個測量面元都要正交地掃描兩次。
掃描方式
來源：吉興汽車聲學部件科技有限公司公眾號 作者：陳曉君
展開 聲學測量和聲學理論并非總是并行發展，Rayleigh勛爵有影響力的著作《聲音理論》的出版奠定了現代聲學的基礎。聲強是該理論的基礎，但是，在整整一百年后，才出現一種完全實用的測量聲強的方法。
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聲壓和聲功率
聲源輻射功率，從而產生聲壓。聲功率是原因，聲壓就是結果。
思考下這個類比，電加熱器將熱量散發到室內，而溫度則是結果，溫度也是使我們感到冷或熱的物理量。房間中的溫度顯然取決于房間本身、隔熱材料以及是否存在其他熱源。但是對于相同的電源輸入，加熱器發出的功率實際上與環境無關。聲功率和聲壓之間的關系相似。我們聽到的是聲壓，但這是由聲源發出的聲功率引起的。
我們用傳聲器聽到或測量的聲壓取決于與聲源的距離以及存在聲波的聲環境（或聲場），這又取決于房間的大小和表面的吸聲性。因此，通過測量聲壓，我們并不能夠量化機器發出的噪音。我們必須找到聲功率，因為此物理量基本與環境無關，并且是描述聲源的唯一參數。
什么是聲強
任何振動的機械部件都會輻射出聲能。聲功率是輻射能量的速率（每單位時間的能量）。聲強描述通過單位面積的能量流率。在國際單位制中，單位面積為1平方米。因此，聲強的單位是瓦特/平方米。
聲強還提供方向的量度，因為在某些方向上會存在能量流，而在另一些方向上則不會。因此，聲強既具有幅度又具有方向性，因此是矢量。另一方面，壓力是標量，因為它僅具有大小。通常，我們在法線方向上（相對于90°）相對于指定單位面積的強度進行測量，聲能流過該單位面積。
還需要清楚的是，聲強是單位面積能量流的時間平均速率。在某些情況下，能量可能會來回傳播，這將無法衡量，如果沒有凈能量流，就沒有凈強度。
在下圖中，聲源正在輻射能量。
展開 除了聲壓之外，還有另外兩個非常重要的參數——聲強和聲功率。先講講聲強，在《聲學基礎》中是這樣定義它的：通過垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流，也叫平均聲能量流密度，單位為w/㎡。可以理解為當聲波在垂直于傳播方向上單位面積的聲能量越多時，聲強就越大，聲音就越強，因此聲強是表示聲音強弱的一個客觀物理量。聲強和聲壓一樣，都是用于描述聲場的，那為什么有了聲壓還需要借助聲強呢？因為聲壓是標量，有局限性，不能描述聲能的幅值和流速，而聲強是有大小和方向的矢量，包含了更多信息，可以用于確定并量化噪聲源及其傳遞路徑、確定結構的聲傳遞損失等。除此之外，聲壓的測量雖然簡單，但是非常容易受到環境影響（背景噪聲/反射等）而導致較大的誤差，往往需要在特定的消聲室或者混響室內進行測量，但是聲強的測量具有方向性，受現場影響比較小，可以消除背景噪聲的影響進行現場，因此目前聲強測量也在被廣泛應用于實際的聲學研究中。與聲壓級對應，為了更容易描述變化量較大的聲強范圍，聲強也引入了聲強級的概念，具體公式如下：
I: 測量聲強
I0:基準聲強（1.e-012W/㎡）
聲強是單位面積上的聲能量流，那么對整個聲源的表面積進行積分計算，得到的結果就是該聲源在單位時間內向外輻射的聲能，也就是聲功率。聲功率是聲源本身的屬性，它的值與觀察者的位置或距離都無關，是一個恒定的參量，因此聲功率可以用來衡量一個聲源的聲輻射能力，但是與聲壓、聲強不同，聲功率不能直接測量，只能通過測量聲壓或聲強后間接計算得出。
展開 除了聲壓之外，還有另外兩個非常重要的參數——聲強和聲功率。先講講聲強，在《聲學基礎》中是這樣定義它的：通過垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流，也叫平均聲能量流密度，單位為w/㎡。可以理解為當聲波在垂直于傳播方向上單位面積的聲能量越多時，聲強就越大，聲音就越強，因此聲強是表示聲音強弱的一個客觀物理量。聲強和聲壓一樣，都是用于描述聲場的，那為什么有了聲壓還需要借助聲強呢？因為聲壓是標量，有局限性，不能描述聲能的幅值和流速，而聲強是有大小和方向的矢量，包含了更多信息，可以用于確定并量化噪聲源及其傳遞路徑、確定結構的聲傳遞損失等。除此之外，聲壓的測量雖然簡單，但是非常容易受到環境影響（背景噪聲/反射等）而導致較大的誤差，往往需要在特定的消聲室或者混響室內進行測量，但是聲強的測量具有方向性，受現場影響比較小，可以消除背景噪聲的影響進行現場，因此目前聲強測量也在被廣泛應用于實際的聲學研究中。與聲壓級對應，為了更容易描述變化量較大的聲強范圍，聲強也引入了聲強級的概念，具體公式如下：
I: 測量聲強
I0:基準聲強（1.e-012W/㎡）
聲強是單位面積上的聲能量流，那么對整個聲源的表面積進行積分計算，得到的結果就是該聲源在單位時間內向外輻射的聲能，也就是聲功率。聲功率是聲源本身的屬性，它的值與觀察者的位置或距離都無關，是一個恒定的參量，因此聲功率可以用來衡量一個聲源的聲輻射能力，但是與聲壓、聲強不同，聲功率不能直接測量，只能通過測量聲壓或聲強后間接計算得出。
展開 01 熱功率壓縮
理想的揚聲器，靈敏度會隨輸入的功率線性增加。但功率越大，音圈溫度升高， 直流電阻上升 , 造成揚聲器的靈敏度下降。這就是揚聲器的功率壓縮現象。
輸入揚聲器的電功率的絕大部分轉化為熱功率。包括音圈熱功率和鐵芯中渦流的熱功率。小部分成為有效的聲輻射功率 。剩余的消耗于空氣阻尼，機械阻尼等。
非線性功率壓縮下次討論。
02 估算
電阻與溫度換算公式 Rt=R20*(1+α(t-20))
R20為20℃時的導體電阻，Rt為在溫度為t時測得的電阻值，α為導體的電阻溫度系數，銅取0.00393，鋁取0.00403。t為測量時的溫度。
按直阻隨溫度變化，估計揚聲器靈敏度功率壓縮。
可以看出來基本上接近線性變化。
03 仿真
揚聲器的阻抗是頻率的函數。音圈的溫升造成的揚聲器靈敏度功率壓縮 , 在整個頻率范圍內也是變化的。
可以使用有限元仿真對比不同溫度情況下的頻響曲線。
嘗試兩個簡單的模型。
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