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第1章 测量误差的基本理论1

1.1测量误差概述1

1.1.1测量的定义及测量方法分类1

1.1.2误差的基本概念及表示方法2

1.1.3误差分类3

1.2随机误差的分析与处理4

1.2.1随机误差的统计规律性5

1.2.2随机误差的评估7

1.2.3随机误差的合成9

1.3系统误差的分析和处理10

1.3.1系统误差的多样性及其对测量的影响11

1.3.2系统误差发现的主要方法12

1.3.3系统误差的合成13

1.3.4系统误差的消减14

1.4疏失误差的消除14

1.4.1莱特准则（3 σ准则）14

1.4.2格拉布斯（Grubbs）准则14

1.5函数误差的处理14

1.5.1函数误差基本概念14

1.5.2函数误差综合15

1.5.3函数误差分配16

1.6综合误差及测量结果的表示16

1.6.1直接测量综合极限误差17

1.6.2间接测量（函数）综合极限误差17

1.6.3测量的数据处理及结果表示18

1.7测量的精度评定19

第2章 测量系统的动态特性分析21

2.1测量系统的数学模型21

2.1.1测量系统的定义与分类21

2.1.2常用系统的数学模型22

2.2相似系统23

2.2.1机电类比23

2.2.2电声类比25

2.3测量技术中的数学方法26

2.3.1傅里叶变换及其性质26

2.3.2拉普拉斯变换及其性质27

2.3.3传递函数28

2.4线性时不变系统的基本性质29

2.4.1叠加性与均匀性30

2.4.2时不变性30

2.4.3微分特性30

2.5测量系统的冲激响应30

2.5.1单位冲激函数δ（t）及其主要性质31

2.5.2单位冲激响应函数31

2.5.3系统对任意确定性输入的响应32

2.5.4常用测量系统的冲激响应32

2.5.5常用系统的阶跃响应33

2.6测量系统的频率响应H（jω ）35

2.6.1频率响应35

2.6.2一阶系统的频率传递函数36

2.6.3二阶系统的频率传递函数37

2.6.4测量系统的不失真条件与测量系统的动态误差38

第3章 传感器原理40

3.1电阻式传感器40

3.1.1变阻器式传感器40

3.1.2电阻应变式传感器41

3.1.3压阻式传感器43

3.2电容式传感器44

3.2.1电容式传感器工作原理44

3.2.2变极距型电容式传感器44

3.2.3变面积型电容式传感器45

3.2.4变介电常数型电容式传感器46

3.3电感式传感器46

3.3.1自感式传感器46

3.3.2差动变压器式传感器48

3.3.3电涡流式传感器48

3.4电动式传感器49

3.4.1电动式传感器变换原理49

3.4.2动圈式传感器50

3.5压电传感器50

3.5.1压电效应50

3.5.2压电式传感器及其等效电路51

3.6半导体光电传感器和光导纤维传感器53

3.6.1光电效应及半导体光电传感器分类53

3.6.2光导纤维传感器54

3.6.3霍耳式传感器55

3.7传感器的选用原则56

第4章 声学测量传感器58

4.1测量传声器58

4.1.1动圈式传声器工作原理59

4.1.2电容式传声器工作原理61

4.1.3传声器指向性的形成63

4.1.4传声器的主要技术指标66

4.1.5其他类型的传声器67

4.2测振传感器69

4.2.1压电式70

4.2.2电容式70

4.2.3电感式70

4.2.4应变式70

4.3水下声学测量用的换能器71

4.3.1水声换能器的分类71

4.3.2水声换能器的最新进展73

4.4矢量传感器74

4.4.1外壳静止型矢量传感器75

4.4.2同振型矢量传感器75

4.4.3双声压传感器型矢量传感器76

4.4.4单个矢量传感器模型77

第5章 噪声测量与评价79

5.1噪声对人的生理和心理效应79

5.1.1噪声的生理效应79

5.1.2噪声的心理效应80

5.2响度与噪度80

5.2.1响度与响度级80

5.2.2感觉噪声级（PNL ）81

5.3环境噪声的评价量和测量方法83

5.3.1环境噪声的主要评价量83

5.3.2环境噪声的测量85

5.4环境噪声标准87

5.4.1区域环境噪声标准87

5.4.2工业企业厂界噪声标准88

5.4.3室内噪声标准88

5.5声级计90

5.5.1声级计的分类90

5.5.2声级计的基本原理91

5.5.3声级计主要功能模块92

5.5.4数字声级计94

第6章 振动测量与评价95

6.1振动对人体的影响95

6.2振动的基本测量系统与测量方法96

6.2.1振动接收器96

6.2.2前置放大器99

6.2.3振动测量系统100

6.2.4加速度计测量振动101

6.2.5利用声级计测量振动102

6.3振动的评价与标准103

第7章 传声器电声参数测量105

7.1 测量条件105

7.1.1声场条件105

7.1.2额定条件107

7.1.3主要设备要求107

7.2灵敏度和频响曲线108

7.2.1基本概念108

7.2.2灵敏度和频率响应曲线的测量109

7.2.3三种灵敏度间的区别113

7.3传声器的指向特性113

7.3.1指向性图案114

7.3.2指向性频率响应114

7.3.3指向性指数115

7.4非线性失真116

7.4.1非线性失真概念116

7.4.2驻波管法测量非线性失真116

7.4.3匀压空腔法测量传声器非线性失真117

7.5电阻抗118

7.6等效噪声级和动态范围119

7.6.1传声器的噪声及等效噪声级119

7.6.2传声器的动态范围119

7.7传声器的极性测量120

7.8传声器声压灵敏度的互易校准120

7.8.1互易原理120

7.8.2辅助传声器法互易校准传声器自由声场灵敏度122

第8章 扬声器的客观评价和电声性能测量124

8.1 测量条件124

8.2频响曲线和灵敏度126

8.2.1声压频率响应曲线127

8.2.2有效频率范围和不均匀度129

8.2.3灵敏度130

8.3最大噪声电压和最大噪声功率132

8.3.1定义132

8.3.2测量方法132

8.4指向特性132

8.4.1指向性图形和指向性频率响应132

8.4.2指向性因数D及指向性指数DI133

8.5失真133

8.5.1谐波失真134

8.5.2互调失真137

8.5.3瞬态失真139

8.6额定阻抗139

8.6.1扬声器的等效输入电阻抗140

8.6.2扬声器阻抗曲线140

8.6.3额定阻抗的测定141

8.7效率141

8.7.1消声室测量141

8.7.2混响室中测量142

8.8瞬态特性143

第9章 声强与声功率测量145

9.1声功率级145

9.2消声室法测量声功率145

9.3混响室内测量声功率147

9.3.1现场比较法测定声功率147

9.3.2直接法测量声功率148

9.4现场测定声功率148

9.4.1半球包络法149

9.4.2矩形六面体包络法149

9.4.3环境修正K的估算和测定方法150

9.5声强测量原理150

9.5.1 p-u法声强测量原理150

9.5.2 p-p法声强测量原理151

9.5.3声强测量的误差分析152

9.5.4声强计153

9.6声强法测量声功率153

9.7声强测量的其他应用154

9.8 RRS测量技术155

9.8.1 RRS设计原理及特点155

9.8.2应用双传声器原理计算声强157

第10章 材料和物体吸声特性测量159

10.1驻波管测量吸声材料的垂直入射吸声系数159

10.2传递函数法测吸声系数161

10.2.1传递函数测量法的原理161

10.2.2传递函数的校正163

10.3双传声器法测量斜入射吸声系数原理163

10.4混响室测量材料的无规入射吸声系数164

10.4.1测量原理164

10.4.2测量装置及方法165

10.4.3测量要求166

10.5无规入射散射系数的测量166

10.5.1无规入射散射系数的测量原理166

10.5.2测量步骤167

第11章 室内音质的客观评价和测量技术169

11.1室内音质的客观评测量169

11.2房间脉冲响应与客观评测量的关系170

11.2.1房间脉冲响应171

11.2.2利用脉冲响应函数计算房间音质参数172

11.3用伪随机信号测量脉冲响应的原理173

11.3.1伪随机信号173

11.3.2相关法求房间脉冲响应174

11.3.3基于MLS的快速测量脉冲响应方法176

11.4用扫频信号测量脉冲响应的原理178

11.4.1扫频信号178

11.4.2反卷积概述179

11.4.3正弦扫频信号技术180

11.5不同声源对测量结果的影响182

11.6 混响时间的测量185

11.7双耳参数的测量187

第12章 扩声系统电声特性的评价和测量189

12.1扩声系统的组成及分类189

12.2扩声系统的技术要求190

12.3扩声系统的最大功率增益191

12.3.1室外扩声的最大功率增益192

12.3.2室内扩声系统的最大功率增益193

12.4传声增益193

12.4.1室内声场的传声增益193

12.4.2传声增益的测量195

12.5声场均匀度195

12.5.1室内声场的不均匀度195

12.5.2室外声场的不均匀度196

12.6最大声压级的测量198

12.7语言清晰度的测量199

12.7.1语言的传输损失199

12.7.2语言传输指数STI200

12.7.3扩声系统语言传输指数STIPA201

12.7.4 RASTI法202

第13章 阵列测量技术及声源定位原理204

13.1传感器阵列的波束形成技术204

13.1.1波束形成的一般原理204

13.1.2线列阵波束形成指向性的性质205

13.1.3波束形成方法207

13.2相控阵技术211

13.2.1复合阵Bridge乘积定理211

13.2.2相控阵的收发原理213

13.3矢量传感器阵波束形成技术217

13.3.1矢量传感器阵测量模型217

13.3.2 Bartlett波束形成器218

13.3.3 MVDR方位估计218

13.3.4矢量传感器阵列声强流技术220

13.4声源定位原理223

13.4.1声源测距的几何原理223

13.4.2时延的测量224

参考文献227