1、2023-6-41电器产品质检 2023-6-42 本章将介绍家用电器的几个一般通用性能的测试。本章将介绍家用电器的几个一般通用性能的测试。家用电器的这些性能并不能严格划分在安全性能家用电器的这些性能并不能严格划分在安全性能中，也并不能严格划分在使用性能中。对某些家用电中，也并不能严格划分在使用性能中。对某些家用电器它们可能是安全性能；而对另一些家用电器则是使器它们可能是安全性能；而对另一些家用电器则是使用性能。用性能。所以我们把它们称作一般通用性能而另列一章介所以我们把它们称作一般通用性能而另列一章介绍。绍。第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试2023-6-43
2、功耗是家用电器的综合经济指标之一。可以这样说，某种家用电器能否取得广泛的市场，是否适合一个国家的国情，将主要取决于该种电器能耗的大小。因此功率测试是家用电器的必测项目。在电热器具、电动器具和制冷器具测试中，温度和由温度的变化来体现的温升是经常要测试的物理量。温度测量的方法是多种多样的，本章将介绍在家用电器测试中经常采用的测温方法。家用电器噪声的大小对使用者来说是极为关注的，同时也是一项重要指标。本章再对噪声测试的一般原理、方法和家用电器噪声测试的特殊问题进行讨论。第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试2023-6-44 本章内容：本章内容：第一节 家用电器输入功率的
3、测量第二节 温度温升的测量第三节 家用电器噪声测试要要 点点 第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试掌握功率测量的方法掌握家用电器测试中常用的测温及温升方法掌握噪声测试技术2023-6-45第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试第一节家用电器输入功率的测量第一节家用电器输入功率的测量一、家用电器输入功率基本测试方法一、家用电器输入功率基本测试方法 电功率测量，其方法是多样灵活的。如:测直流功率的方法有电流表、电压表法、功率表法、直流电位差计法及数字功率表法等；测单相交流功率的方法有功率表法、交流电位差计法、热电比较仪表法和数字功率计法等。
4、绝大多数家用电器使用的是单相工频交流电，最方便实用的功率测量方法就是电动系功率表法，侧重于考虑几种家用电器功率测量的特殊要求。2023-6-46第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(一一)洗衣机消耗功率测定洗衣机消耗功率测定 由于洗衣机有几种不同的工作状态，因此各种状态下的功耗测定略有不同。1.洗涤消耗功率测定 洗涤消耗功率是指用标准电度表和计时表测定出的洗衣机在额定洗涤状态下完成一个标准洗涤程序(定时器为满量程)的平均输入功率。测试时有以下问题：(1)普通型洗衣机在测试过程中，应扣除洗衣机电机的停止时间。(2)半自动和全自动洗衣机的平均输入功率，是指一个标准洗涤
5、程序内总的耗电量与用电时间之比。2023-6-47第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试当计时表选用秒表时，测量电路的接线如图所示。当计时表选用秒表时，测量电路的接线如图所示。2023-6-48第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 图中电流继电器的线圈和洗衣机电路串联后接入电源，电流继电器的常开触点控制电秒表的走时，这样便自动扣除了电机停转的时间。电度表的读数与电秒表的读数之比就是平均输入功率。2 2脱水消耗功率测定脱水消耗功率测定 洗衣机在额定脱水状态下，将额定脱水容量的洗涤物浸渍1min以上，然后放入脱水桶中脱水。待脱水状态达到稳定
6、时，用功率表测定此时的输入功率，即为脱水消耗功率。2023-6-49第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 (二二)电冰箱输入功率测定电冰箱输入功率测定 很显然，电冰箱在不同的使用环境温度下将有不同耗电量，因此电冰箱的耗电和功率应在特定的环境条件下测定，测定时箱内不应有冷冻负荷。具体要求为：环境温度为具体要求为：环境温度为(32(321)1)；相对湿度为相对湿度为70708080。使压缩机连续运行。待箱内温度达到大致稳定后(冷藏室温度下降每小时小于1)，用功率表测定输入功率。2023-6-410第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 （三
7、（三)电风扇输入总功率的测定电风扇输入总功率的测定 输入总功率是指电风扇驱动电动机及其所有耗电的用电器件，在额定电压和正常工作温度下的输入功率的总和。测量时使电风扇在额定电压和频率下运转，把调速器置于最高转速档位置(台扇、壁扇等的电动机轴线成水平，如有摇头机构时，则处于工作状态下)。其电动机及所有可拆开的用电器件均处于工作状态，至少运转0.5h后，再测量电风扇的输入总功率。2023-6-411第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试二、输入功率的数字测量二、输入功率的数字测量 应用功率转换器与数字电压表配用就能实现功率的数字测量。功率转换器就是一全电子乘法器，其特点是
8、它的输出电压的大小正比于它的两个输入电压的数值的乘积，如果使一个输入电压正比于负载电压的大小，而另一个输入电压正比于负载电流的大小，则电子乘法器的输出电压，正比于负载所消耗的功率，用数字电压表测量这个电压就可以确定被测功率。如果将这个数字电压表的显示按功率直接标定。也就构成了数字功率表。2023-6-412第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 功率转换器中转换精度高、应用最为广泛的是时间分割乘法器，主要部分就是一个基于电压时间变换原理的脉冲宽度调制器。(一)脉冲调宽器原理 脉冲调宽电路原理框图和工作波形图。2023-6-413第三章第三章 家用电器一般通用性能的测
9、试家用电器一般通用性能的测试运算放大器与电阻运算放大器与电阻R RI I、R R2 2、R R3 3以及电容以及电容C C一起一起组成一积分加法器。组成一积分加法器。被测直流电压被测直流电压U Ux x、方波节拍电压、方波节拍电压E E和基准电和基准电压压+U+Un n或或-U-Un n，都加于积分加法器的输入端。，都加于积分加法器的输入端。积分加法器的输出电压积分加法器的输出电压UscUsc加在比较器上，与加在比较器上，与零电平进行比较，零电平进行比较，当当U Uscsc00时，比较器的输出使电子开关时，比较器的输出使电子开关K K接至接至+U+Un n；当；当U Uscsc00时，时，K
10、K接入接入-U-Un n。随着被测直流电压随着被测直流电压U Ux x大小的不同，则基准电大小的不同，则基准电压压U Un n被正向接入被正向接入+U+Un n的时间的时间T Tl l和负向接入和负向接入-U-Un n的时的时间间T T2 2就不同。就不同。当当+U Ux x愈大，则愈大，则-U-Un n接入的时间接入的时间T T2 2就愈长，而就愈长，而T T2 2-T-TI I就可以表征被测电压就可以表征被测电压U Ux x的大小，从而实现的大小，从而实现了电压时间的变换。了电压时间的变换。2023-6-414第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试当电路处于稳定
11、状态时，每一个周期内积当电路处于稳定状态时，每一个周期内积分电容分电容C C的充电量应等于放电量，考虑到方的充电量应等于放电量，考虑到方波节拍电压波节拍电压E E在一个周期中是正、负半波在一个周期中是正、负半波对称的，其平均值为零。对称的，其平均值为零。所以在电量平衡方程式中可以不考虑所以在电量平衡方程式中可以不考虑E E的作用，这样就可写出电量平衡方程式为的作用，这样就可写出电量平衡方程式为2023-6-415第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试上式中的上式中的T T2 2+T+Tl l正好是方波节拍电压正好是方波节拍电压E E的周期的周期T T，即，即T=TT
12、=T2 2+T+T1 1。这样，整个电路工作的重复周期。这样，整个电路工作的重复周期就取决于方波节拍电压的周期。就取决于方波节拍电压的周期。对一定的线路来说，对一定的线路来说，T T、UnUn、R R1 1和和R R2 2都是事先都是事先设计好的确定值。因此设计好的确定值。因此UnUn就与就与(T(T2 2一一T T1 1)成正比。成正比。脉冲调宽的实质就是通过积分器内电量平衡的脉冲调宽的实质就是通过积分器内电量平衡的作用把节拍电压作用把节拍电压E E所提供的周期所提供的周期T T的时间分割的时间分割为为T T1 1和和T T2 2两部分，而使两者的差值两部分，而使两者的差值(T(T2 2一一
13、T T1 1)与被与被测电压测电压UnUn成正比。成正比。2023-6-416第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(二二)时间分割乘法器原理时间分割乘法器原理 时间分割乘法器的构成如图所示，图中脉宽时间分割乘法器的构成如图所示，图中脉宽调制部分等同于上图中的脉冲调宽电路调制部分等同于上图中的脉冲调宽电路,K,K2 2也是也是由脉宽调制电路中的比较器的输出控制的。由脉宽调制电路中的比较器的输出控制的。2023-6-417第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试图中的另外一部分是幅度调制部分，A2、R4和R5共同组成一个反相器的输入电压是+U
14、y，输出电压是-Uy。由于电子开关K2也同样受比较器输出的控制,因此K2和Kl是一组联动开关。一个周期中,K2接至-Uy的时间就是T1,而接至+Uy的时间是T2，其低通滤波器的输出电压Usc就是Uy在周期T内的平均值，故式中K=R2R1Un2023-6-418第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试从上式可以看出从上式可以看出,时间分割乘法器的输出时间分割乘法器的输出电压电压UscUsc正比于两个输入电压正比于两个输入电压UxUx与与UyUy,若使若使UxUx从被测电压用分压器取得，而从被测电压用分压器取得，而UyUy从被测从被测电流用标准电阻变换成电压取得，显然，电
15、流用标准电阻变换成电压取得，显然，UscUsc就可以代表被测电路的功率，从而完成就可以代表被测电路的功率，从而完成了功率电压的转换。了功率电压的转换。只要节拍电压的频率足够高只要节拍电压的频率足够高,时间分割乘时间分割乘法器也同样能用于交流电路，所以这种类法器也同样能用于交流电路，所以这种类型的数字功率表也可测量交流功率。型的数字功率表也可测量交流功率。2023-6-419第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试三、计算机式数字功率计三、计算机式数字功率计 一般电子式数字功率计采用时间分割乘法器一般电子式数字功率计采用时间分割乘法器的原理，把交流电压和交流电流的乘积的
16、原理，把交流电压和交流电流的乘积(即功率即功率)转换成与它们成正比的直流电压，然后对这个转换成与它们成正比的直流电压，然后对这个直流电压进行测量。时间分割乘法器的主要缺直流电压进行测量。时间分割乘法器的主要缺点是在全功率因数范围内很难保证它的线性度。点是在全功率因数范围内很难保证它的线性度。家用电器输入功率的通用表达式为家用电器输入功率的通用表达式为其中，其中，T T为交流电压和电流的周期。为交流电压和电流的周期。2023-6-420第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 如果用计算机在如果用计算机在T T内对内对u u(t(t)、i i(t(t)进行足够进行足够多
17、次多次(如如N N次次)的采样的采样,则计算机可算出输入功率则计算机可算出输入功率为为式中式中 NTNT时间内的采样次数时间内的采样次数 u uk k、i ik k分别为电压、电流和第分别为电压、电流和第K K次采样值。次采样值。上式的计算可以看出，输入功率的求解过上式的计算可以看出，输入功率的求解过程与功率因数无关，因此就保证了仪器测量功程与功率因数无关，因此就保证了仪器测量功率的功率因数由率的功率因数由0 01 1。2023-6-421第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试第二节第二节 温度温升的测量温度温升的测量 一、家用电器测试中常用的测温方法一、家用电器测
18、试中常用的测温方法 冰箱的温度特性、电机绕组的发热和电热器具冰箱的温度特性、电机绕组的发热和电热器具的加热性能等家电测试项目的进行都离不开温度测的加热性能等家电测试项目的进行都离不开温度测量。事实上温度是家用电器测试中除电气参数外最量。事实上温度是家用电器测试中除电气参数外最常检测的物理量。常检测的物理量。温度测量方法是多种多样的，在家用电器测试温度测量方法是多种多样的，在家用电器测试中经常使用的测温方法有三种：中经常使用的测温方法有三种：热电偶热电偶热电阻测温热电阻测温热敏电阻测温热敏电阻测温集成温度传感器测温集成温度传感器测温2023-6-422第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用
19、电器一般通用性能的测试二、温升测试 在家用电器测试中，温升有两方面的含义：一方面是指电热器具和制冷器具的升温和降温特性；另一方面则是指非功能性发热的器具及其部件在工作过程中的发热情况。前者反映的是器具的使用性能；而后者反映的是器具的安全性能。在这里所讨论的温升是指后者，并且以单相驱动微电机的线圈温升测试为主要研究对象。电机中的绝缘结构材料有一个使用温度的限制极限。超过这个使用极限，绝缘材料将加速老化从而使电机使用寿命缩短，严重时还可能烧毁电机。为了保证电机正常运行，必须进行温升试验，考查电机在额定工作条件下运行时，其绕组的温度升高变化的情况。2023-6-423第三章第三章 家用电器一般通用性
20、能的测试家用电器一般通用性能的测试 (一)温升试验中的几种测沮方法 国家标准中规定的测量电机绕组、铁心以及其它部位温度的基本方法有三种。即温度计法、电阻法和埋置检温计法。其中埋置检温计法用于大电机测温，这里不作介绍。1温度计法 这是一种最简便的直接测量温度的方法。在电机试验中经常使用的温度计有酒精温度计、半导体温度计和非埋置的热电偶或电阻温度计。用温度计法所测得的温度为被测点的表面温度，测量时应将温度计的感温部分紧贴在被测点的表面。从被测点到感温元件之间的热传导应尽可能良好。2023-6-424第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试2电阻法 如前所述，金属导线的电阻
21、随着温度的升高也相应地增加。在一定的温度范围内,其电阻值与温度之间存在一定的函数关系。应用这原理，可以通过测量绕组的电阻值来确定其温度，称为电阻法测温。用该法测得的结果是整绕组的平均温度。对于用铜导线做成的电机绕组，当温度在-50150范围内，电阻值与温度之间:R2R1=(235+t2)(235+t1)(式中Rl和R2分别代表温度为tl和t2时绕组的直流电阻值。)2023-6-425第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试在电机未接电源之前，先测量绕组的冷态直在电机未接电源之前，先测量绕组的冷态直流电阻值流电阻值R R1 1，并记录测，并记录测R R1 1时的室温时的
22、室温t tl l；当电机运行一段时间后，再测量绕组的热态当电机运行一段时间后，再测量绕组的热态直流电阻直流电阻R R2 2；最后便可求得绕组运行时的温度；最后便可求得绕组运行时的温度t t2 2。若要求绕组的温升若要求绕组的温升t t，将，将t t2 2减去试验结束时减去试验结束时冷却介质的温度冷却介质的温度t t0 0即可，即即可，即2023-6-426第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试若要求准确地测定电机的稳定温升，则必须测得绕组的热态电阻。其方法有两种：断电停机测量带电测量 断电停机测电阻必须保证从切断电源到测出电阻之间的时间间隔不超过（国家标准规定的）2
23、0s，否则就需用外推法。所谓外推法，是指当电动机运行到稳定温升时，即在30min内机壳表面的温度变化不大于0.5时,将电动机从电源断开，并迅速将绕组的电阻变化测定下来，将测得的数据画成曲线，并将曲线往后延伸到时间的起始点(电机断电的那个时刻)。找到电机断电时刻的绕组电阻值R2，便可算出温升。2023-6-427第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(二)电机绕组的带电测沮 带电测温的基本方法是将一个较小的直流测试电流叠加于绕组的交流负载电流上，从而实现不中断运行而测量绕组的电阻。所以带电测温又称叠加法测温。如图为带电测温原理电路，当被测电机绕组中串入一个电容C时，绕
24、组回路的阻抗可用下式表示：2023-6-428第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试如果XL=XC，则ZX=RX，此时电流达到最大值。电路的谐振角频率为 只要调整电容C，就可以达到串联谐振。在电桥比较臂回路和直流回路中分别串入扼流圈L1和L2(起限流作用)。用检流计G来测量，加上滤波器Z的目的是消除残余交流电流对直流检流计的影响。当电桥处于平衡时，检流计指零，并有如下关系式：这样便在电机工作状态下测得了绕组的电阻，从而可以换算出绕组的温度。2023-6-429第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试（三）（三）红外线测温仪进行非接触测温红外
25、线测温仪进行非接触测温1.红外测温仪工作原理红外测温仪工作原理 一切温度高于绝对零度的物体一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。射能量。物体的红外辐射能量的大小及物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布其按波长的分布与它的表面温度与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基就是红外辐射测温所依据的客观基础。础。2023-6-430第三章第三章 家用电器一般通
26、用性能的测试家用电器一般通用性能的测试4.使用红外测温仪的好处使用红外测温仪的好处 便捷便捷 红外测温仪可快速提供温度测量，在用热偶读取一个渗漏连接点的时间内，用红外测温仪几乎可以读取所有连接点的温度。另外由于红外测温仪坚实.轻巧，在工厂巡视和日常检验工作时都可携带。精确精确 红外测温仪通常精度都是 1 以内。这种性能在做预防性维护时特别重要，如监视恶劣生产条件和将导致设备损坏或停机的特别事件时,可快速探测操作温度的微小变化，在其萌芽之时就可将问题解决，减少因设备故障造成的开支和维修的范围。安全安全 红外测温仪能够安全地读取难以接近的或不可到达的目标温度，可以在仪器允许的范围内读取目标温度。非
27、接触温度测量还可在不安全的或接触测温较困难的区域进行，精确测量就象在手边测量一样容易。2023-6-431第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试5.应用应用 测量电器设备 非接触红外线测温仪可以从安全的距离测量一个物体的表面温度，使其成为电器设备维修操作中不可缺少的工具。电动机-为了保持电动机的寿命期，检查供电连接线和电路断路器（或者保险丝）温度是否一致。电动机轴承-检查发热点，在出现的问题导致设备故障之前定期维修或者更换。电动机线圈绝缘层-通过测量电动机线圈绝缘层的温度，延长它的寿命。各相之间的测量-检查感应电动机、大型计算机和其它设备的电线和连接器各相之间的温度
28、是否相同。变压器-空冷器件的绕组可直接用红外测温仪测量以查验过高的温度，任何热点都表明变压器绕组的损坏。2023-6-432第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试在轧钢过程中，钢坯的轧制温度是关键的工艺参数，钢坯温度控制的好坏，将直接影响产品的质量。在轧钢工艺中，钢坯温度传统的控制方法是用热电偶测量加热炉内温度的办法间接控制。由于热电偶测得的是炉内腔体的温度，而不是钢坯的真实温度，加上炉内状况的变化，其内部的温度分布也存在着一定的离散性，故热电偶测得的温度并不能代表每一根钢坯的实际温度，而钢坯一出炉，温度就通常用肉眼根据其发红的颜色来估计，无法定量地检测出每根钢坯的
29、实际温度。根据轧钢的工艺特点，在红外测温仪上，专门增设了轧钢测量功能，不但能较正确地测量出每根钢坯的实际温度，还可以对钢坯的根数进行计数。测温仪的应用测温仪的应用2023-6-433第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试第三节家用电器噪声测试第三节家用电器噪声测试 噪声是一种声音，实际上它并不具有特殊的声学上的意义或特征。所谓噪声往往是从生理学的意义上来说的，凡是使人感到烦躁、厌恶的声音都可称为噪声。即使是交响乐，对于需要睡眠的人来讲，也可以认为是噪声。噪声严重影响人们的正常生活和工作，也影响建筑物和仪器的使用寿命，因而噪声也是一种环境公害。家用电器的普及给人们的生
30、活带来了方便，但由于家用电器用于家庭生活环境中，它所产生的噪声也给人们的生活带来了烦恼。对于用户来讲，对家用电器噪声大小也是极关注的。因此，包括我国在内的世界各工业化国家对家用电器的噪声性能都制定了严格的标准，从而使噪声测试成为家用电器产品检验的一项重要工作。2023-6-434第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试噪声测量工作是噪声控制工作的一个重要组成部分。只有将测得的噪声数据及频谱成分进行分析、综合，才能根据实际情况采取相应的措施来控制,因为噪声是机械振动在弹性介质中传播的波。频率范围在20Hz20kHz的声音作用于人耳时方能产生听觉，这频率范围内的声音称为可
31、听声频率低于20Hz的声音称为次声高于20kHz的声音称为超声 人的听觉系统感受不到次声和超声(但这并不意味着这两种声音对人体无害)，所以研究噪声实际上是研究人耳能感觉到的可听声。2023-6-435第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试一、噪声的基本量度一、噪声的基本量度噪声测量的目的在于评价噪声，对噪声的评价分为客观评价和主观评价所谓客观评价就是要确定声源所辐射的噪声的大小和性质，即对噪声的物理特征进行评价和估计噪声的客观评价参数有声压、声压级、声强、声强级、声功率和声功率级 对噪声的主观评价就是评价和估计噪声对人体的影响，也即评价人对噪声的主观感受，常用响度和
32、响度级来评价。2023-6-436第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(一一)客观评价噪声的物理量客观评价噪声的物理量 1声压和声压级声压和声压级 (1)声压：声音在传播过程中使空气密度时而变声压：声音在传播过程中使空气密度时而变密，压强增高；时而变疏，压强降低。空气中密，压强增高；时而变疏，压强降低。空气中没有声波扰动时的大气压强称静压强。当有声没有声波扰动时的大气压强称静压强。当有声音传播时，大气压强与静压强就产生了差别，音传播时，大气压强与静压强就产生了差别，这个压强称为声压，用这个压强称为声压，用p表示。表示。2023-6-437第三章第三章 家用电器一般
33、通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试声波的特点使得声压也是波动的，所谓声压是指这个波动声压的有效值。声压的单位为帕(Pa)，lPa=1Nm2；声音强弱变化的范围很大，一般谈话的声压是210-2710-2pa；汽车、摩托车行驶产生的声压为0.21Pa；喷气式飞机发动机的声压则高达几百帕，可引起鼓膜损伤。将正常人耳刚刚能听到的1000Hz的声音的声压称为听阈声压,其大小为210-5Pa。将能使人耳产生疼痛感觉的1000Hz的声音的声压称为痛阈声压，其值为20Pa。从听阈到痛阈。声压的绝对值相差100万倍，强弱很不方便。实验表明：人耳的听觉(对声音强弱的感觉)刚好是和声压值呈对数关系，而不是线性
34、关系,所以噪声测量中常以声压级作计量单位。2023-6-438第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(2)声压级：一个声音的声压级声压级：一个声音的声压级Lp,等于这个声音等于这个声音的声压和基准声压比值的常用对数的的声压和基准声压比值的常用对数的20倍，单位倍，单位是分贝是分贝(dB)。即。即式中式中 p声音的声压；声音的声压；po基准声压，在空气中定为基准声压，在空气中定为210-5pa,是频率为是频率为1000Hz声音的听阈声压。声音的听阈声压。引入声压级的概念后，就可以把听阈到痛阈的引入声压级的概念后，就可以把听阈到痛阈的声压的绝对值的数百万倍的变化范围改变
35、为声压的绝对值的数百万倍的变化范围改变为0120dB的变化范围了。的变化范围了。2023-6-439第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试2声强和声强级声强和声强级 声波具有一定的能量，不仅可以用声压和声压级来表示声音的强弱，也可用能量的大小来表征声波的强弱。即用声强和声功率来表示。(1)声强：在声场中，单位时间内，在垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的能量。用 I 表示，单位为Wm2。一般人的听阈声强到痛阈声强的范围大约为10-12Wm21Wm2。这么大的范围也不便于用线性尺度来度量，因而也同样引入声强级来描述声波的强度。(2)声强级：声音的实际声强 I 和基准
36、声强之比的常用对数的10倍称为声强级，用LI 表示，即式中 I0基准声强，基准声压对应的声强，其大小为10-12Wm2。2023-6-440第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试3声功率和声功率级声功率和声功率级 (1)声功率：声源在单位时间内辐射出的能量，用W表示，单位为W。声功率常用声功率级描述。(2)声功率级：声音的实际声功率和基准声功率之比的常用对数的10倍称为声功率级，用LW表示，即式中W0基准声功率。W0=10-12W2023-6-441第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(二二)噪声的频谱噪声的频谱 声音有宽广的频率范围，
37、频率低时,声音低沉；频率高时，声音尖锐。在噪声测量中,为进一步分析、研究的需要，不仅要测量噪声的声压级，还要研究总噪声中各种频率的噪声分布状况，以寻找产生噪声的根源，提出控制噪声的方法。以频率为横坐标，以测得的声压级(或声强级、声功率级)为纵坐标，绘出噪声的测量图形。称为噪声的频谱图。可听声的频率范围是2020000Hz，范围较宽，若每个频率都要测声压级,则工作量相当大。为了简化测量，将这个宽阔的音频范围划分成几个小的频率段，这就是通常所说的频带频程，在噪声测量中常用的是倍频程和l3倍频程。一般可把可听声的频率范围划分成十个倍频程，见下表。2023-6-442第三章第三章 家用电器一般通用性能
38、的测试家用电器一般通用性能的测试倍频程频率范围倍频程频率范围中心频率Hz31.563125250500100020004000800016000频率范围Hz22.445459090180180355355710710140014002800280056005600112001120022400 横坐标的各频率点为各频程的中心频率每个倍频程段对应的中心频率见上表。2023-6-443第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试中心频率中心频率Hz频率范围频率范围Hz中心频率中心频率Hz频率范频率范围围Hz2531.540506380100125160200250310400
39、50063022.4282835.535.5454556567l7l90901121121401401801802242242802803553554504505805807108001000125016002000250031504000500063008000100001250016000710900900一11201120140014001800180022402240280028003550355045004500560058007100710090009000112001120014000140001800013频程中心频率和频率范围频程中心频率和频率范围 用声级计和倍频程滤波器测出
40、每频段中心频率的声级值，再将各中用声级计和倍频程滤波器测出每频段中心频率的声级值，再将各中心频率对应各点声压级值连起来，就得出被测噪声的倍频谱图。心频率对应各点声压级值连起来，就得出被测噪声的倍频谱图。2023-6-444第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试（三）噪声的主观评价（三）噪声的主观评价 人对声波的感觉是以听觉系统为传感器，人对声波的感觉是以听觉系统为传感器，由脑神经作最后评价。由脑神经作最后评价。实验表明，人对声音强弱的主观感觉，实验表明，人对声音强弱的主观感觉，不仅与声压有关，而且还与声音的频率有关。不仅与声压有关，而且还与声音的频率有关。声压级虽然
41、相同，而频率不同的声音听起来声压级虽然相同，而频率不同的声音听起来的感觉是不同的。因此，就人的主观感觉而的感觉是不同的。因此，就人的主观感觉而言，声音的声压级不足以既与声压级有关，言，声音的声压级不足以既与声压级有关，与频率有关的与频率有关的“响度级响度级”来评价人对噪声的来评价人对噪声的主观感受。主观感受。2023-6-445第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试1响度级响度级 判断某个声音的响亮程度，最简单的方法是把它同另外一个标准声音加以比较。国际标准化组织(ISO)1936年决定采用1000Hz纯音作为标准参考纯音，所谓纯音就是单一频率的声音。调节1000H
42、z纯音的声压级，使它和所研究的声音听起来一样响，则这时1000Hz纯音的声压级的值就是所研究声音的响度级，单位是方(phon)。例如某噪声听起来与声压级为85dB，频率为1000Hz的纯音一样响,则此噪声的响度级就是85phon。显然，响度级将声压级和频率用一个单位统一起来，作为评价噪声对人的影响的指标。2023-6-446第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 2等响曲线等响曲线 利用与标准声压级比较的方法。可以得到整利用与标准声压级比较的方法。可以得到整个可听频率范围内的纯音的响度级，即等响曲个可听频率范围内的纯音的响度级，即等响曲线，如图。线，如图。从中可以看
43、出，凡是在同一条曲线上的各点，从中可以看出，凡是在同一条曲线上的各点，虽然它们代表着不同的频率和声压级，但却有虽然它们代表着不同的频率和声压级，但却有着共同的响度级，因此称为等响曲线，每条等着共同的响度级，因此称为等响曲线，每条等响曲线所代表的响度级响曲线所代表的响度级(phon)的大小是由该曲的大小是由该曲线在线在1000Hz时的声压级时的声压级(dB)值决定的。值决定的。2023-6-447第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试2023-6-448第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 曲线中最下方的一条是正常人听觉可以听到的最轻微声
44、，称为听阈曲线。最上面一条曲线具有很刺耳的响度。称为痛阈曲线。等响曲线反映了人耳对各种频率声音的敏感程度。从等响曲线上可以看出，人的听觉最敏感的是高频音，特别是频率范围在20005000Hz的声音。对低频声音不敏感。例如4000Hz的声音，其声压级在8dB时就能听到；而500Hz的声音在16dB时才能听到。由此可见，人耳对低频反应不敏锐。在噪声控制中，首先应将高频音的声压级降低。2023-6-449第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 3响度 响度级虽然定量地确定了响度感觉与声音频率和强度的关系。但不能定量地确定一个声音比另一个声音响多少。为了确定响度关系，引出了
45、响度N的概念其单位为宋(son)。并规定声压级为40dB的1000Hz纯音的响度为1son，以后响度级每增加10phon，响度增加一倍。例如50phon为2son；60phon为4son。显然，响度与响度级之间有如下关系：2023-6-450第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(四四)声级的相加、相减及求平均值声级的相加、相减及求平均值 在噪声测量中，常常会遇到几个噪声的声级相加、相减及求平均值的问题。根据前述的声压级、声强级的定义，显然不能用简单的算术运算方法将它们的值直接做加、减运算，而必须通过声压或声强来进行运算，由此求得相应的计算方法。1声级相加 现已知n
46、个声压pi(i=1，2，n)的声压级为Lpi，求总声压级LP。由前所述的声压的定义，可以得到总声压p为：2023-6-451第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试同理可得声强级相加的计算公式，总声强级为2023-6-452第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试2声级相减声级相减 在家用电器噪声测试中常要从总声级中减去环境噪声的声级，从而求得被测家用电器产品本身的噪声声级，这时就要进行声级相减的计算。设pt、Lpt分别为总声压和总声压级；pi、Lpi分别为背景声压和背景声压级；ps、Lps 分别为从总声压级中去除背景声压级后的声压和声压级，
47、则2023-6-453第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试3声级的平均值运算 有时要求在同一测试点或不同的几个点重复做几次测量后求声压级的平均值，计算公式如下：2023-6-454第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 二、噪声测量仪器的基本原理二、噪声测量仪器的基本原理 为了研究和控制噪声，必须对噪声进行测试和分析。一套噪声测试仪器包括传声器、声级计和倍频程滤波器，一般将这三部分合称为声级计。这里主要介绍声级计的原理。声级计是噪声测量中最常用的基本仪器。它可以单独用来测量声级也可以与其它仪器配合对噪声进行频谱分析等。声级计一般分为普通
48、声级计和精密声级它们是由传声器、衰减器、放大器、频率计权网络、有效值检波以及电表指示等部分所组成。其原理框图如图所示。2023-6-455第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试被测噪声的声压信号经过传声器转换成电信号，由放大器放大后，再经过频率计权网络以及两级衰减和放大，最后通过有效值检波及表头指示读出被测噪声的分贝值。衰减器分为三组嵌入各级放大器是为了使各级放大器在最大信号输入时，能得到近似相同的动态范围。若要对噪声进行频谱分析，可接入倍频程滤波器或任何输入及输出阻抗值符合仪器技术要求的各种倍频程或l3倍频程滤波器通过输入输出插孔接入。当要求对测量结果进行自动记录
49、时，可将电平记录仪接到声级计的输出端。2023-6-456第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试(一一)传声器传声器 传声器是将声压信号转换成电信号的声电转换器件。声级计的频率响应、灵敏度、测量准确度以及测量范围等均主要取决于传声器的性能。噪声测量中常用的传声器有动圈式、压电式和电容式三种。1动圈式传声器 2压电式传声器 3电容式传声器2023-6-457第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试1动圈式传声器 在动圈式传声器中有一个线圈与隔膜连接。声压作用于传声器的隔膜，使线圈在磁场中运动，从而产生电信号。这种传声器的固有噪声低，能在高温或
50、低温环境中工作，有比较低的阻抗，可用长电缆与读出仪器相连接。但这种传声器的灵敏度较低，频率响应不够平直，不宜于在有磁场的设备附近使用，一般用于普通声级计中。2023-6-458第三章第三章 家用电器一般通用性能的测试家用电器一般通用性能的测试 2压电式传声器压电式传声器 压电式传声器是利用晶体受压时产生表压电式传声器是利用晶体受压时产生表面电荷这一压电效应来实现声电能量转换面电荷这一压电效应来实现声电能量转换的，也称为晶体传声器，它具有结构简单、的，也称为晶体传声器，它具有结构简单、可靠、价廉及灵敏度高等优点，但它不耐高可靠、价廉及灵敏度高等优点，但它不耐高温和低温。只能在温和低温。只能在04
