Düşük frekanslarda mikrofon kalibrasyonu için dış kaviteli diyot lazer bazlı lazer pistonfonun oluşturulması

Abstract

IV ÖZET Bu deneysel çalışmada laboratuvar standardı niteliğinde (LS1P) mikrofonların 20- 250 Hz aralığında dış kaviteli diyot lazerle (ECDL) mutlak kalibrasyonları gerçekleştirilmiştir. Kapalı bir hacim (bağlaşım) içerisinde hareket eden pistonun adyabatik yaklaşım altında gazı (hava) sıkıştırarak oluşturduğu ses basınç düzeyi; bağlaşımın ve pistonun fiziksel boyutları ve pistonun hareketi sonucu oluşan hacim değişikliğine bağlıdır. Çalışmalar sırasında görünür bölgede çalışan ve sıcaklık kontrolü olan bir ECDL sistemi kurulmuştur. Bağlaşımın ve pistonun boyutları 3 boyutlu koordinat ölçme cihazı ile ölçülmüştür. Pistonun yer değiştirmesi ECDL ile ölçülmüştür. Elde edilen değerler kullanılarak bağlaşım içerisindeki ses basınç düzeyi mutlak olarak belirlenmiştir. Ses basıncı etkisinde bulunan mikrofonun ürettiği gerilim ise eşdeğer gerilim tekniği kullanılarak sayısal voltmetre ile ölçülmüştür. Gerilim ve ses basıncı değerleri kullanılarak mikrofonun hassasiyet değerleri belirlenmiştir. Ortam basıncı, sıcaklık, nem gibi çevresel parametrelerin, mekanik bağlaşımın boyutlarının ve diğer fiziksel parametrelerin ölçümler üzerindeki etkileri incelenerek değerleri belirlenmiş ve mikrofon hassasiyeti üzerindeki düzeltmeleri yapılmıştır.

SUMMARY V In this experimental study the absolute calibration of the laboratory standard (LS1P) microphones were carried out within 20 to 250 Hz frequency range by external cavity diode laser (ECDL). The sound pressure level resulted from the compression of the gas (air) under adiabatic process by means of a moving piston in a closed cavity (mechanical coupler), depends on the physical dimensions of the mechanical coupler and piston and the volume variation caused by the piston movement. An ECDL system operating in visible range with temperature control unit was constructed in this work. The dimensions of the coupler and the piston were measured by 3D coordinate measuring machine. The displacement of the piston was measured by ECDL. Absolute value of the sound pressure level in the cavity was determined by calculated by using these values. The voltage produced by the microphone exposed to the sound pressure was measured by a digital voltmeter in accordance with insert voltage technique. The sensitivity values of the microphone have been determined by using the values of the measured voltage and the sound pressure level. The effects of the environmental parameters such as ambient pressure, temperature and relative humidity and the dimensions of the mechanical coupler and other physical parameters on the measurement were investigated and their values were obtained and the microphone sensitivities were corrected taking care these corrections.