Việc hiệu chuẩn như vậy là bắt buộc trong các phòng thí nghiệm tiêu chuẩn để các micrô trong máy đo mức âm thanh và máy kiểm tra thiết bị trợ thính, chẳng hạn, có thể được thiết lập ở đầu kia của chuỗi hiệu chuẩn.
'Hiệu chuẩn so sánh' truyền thống (xem bên dưới) liên quan đến việc để một micrô không xác định và một micrô tiêu chuẩn phòng thí nghiệm vào các trường âm thanh giống hệt nhau và so sánh các kết quả đầu ra. Nguồn âm thanh và micrô được kết nối thông qua một bộ ghép nối đầy hydro rỗng kín.
Khi điều đó xảy ra, nguồn âm thanh là một micrô tiêu chuẩn phòng thí nghiệm khác, được điều khiển như một loa phóng thanh - các kỹ thuật này chỉ hoạt động với micrô chứ không thể được điều khiển ngược, chẳng hạn như các loại LS1P được sử dụng tại NIST.
Phương pháp mới sử dụng máy đo rung Doppler laser và theo NIST, nhanh hơn khoảng 30% so với phương pháp so sánh hiện tại vì nó được thực hiện ngoài trời, không cần bộ ghép nối hoặc nạp hydro.
Nhà khoa học Richard Allen của NIST cho biết: “Mọi người đã tìm kiếm một phương pháp hiệu chuẩn có độ chính xác cao sử dụng tia laze và họ không tìm ra cách tiếp cận nào có thể cạnh tranh được với phương pháp chính xác nhất hiện có.hình). "Nhưng bây giờ chúng tôi đã tìm thấy một hiệu chuẩn so sánh tốt hơn những hiệu chuẩn được sử dụng trong thực tế phổ biến."
Kỹ thuật Proof-of-concept chỉ điều khiển micrô như một cái loa và đo chuyển động của màng loa micrô bằng một điểm laser - tín hiệu vận tốc được tạo ra bằng cách trộn một mẫu laser nguồn với laser phản hồi đã được sửa đổi Doppler.
Một chút thông minh không phải là việc sử dụng các phép đo laser tại Viện, mà là nghiên cứu sử dụng hàng nghìn phép đo như vậy trong các điều kiện khác nhau để tìm ra một kỹ thuật có thể lặp lại phù hợp với tiêu chuẩn vàng hiện tại - độ không đảm bảo đo cuối cùng là ± 0.05dB.
Các phép đo được thực hiện trên chín micrô LS1P (màng chắn đường kính 18.6mm) ở tần số 250Hz và 1kHz, tại hàng trăm điểm trên mỗi màng chắn.
“Cuối cùng, họ phát hiện ra rằng cách tiếp cận tốt nhất là sử dụng dữ liệu từ một phần nhỏ ở trung tâm của các màng ngăn, chỉ chiếm 3% tổng diện tích bề mặt. Theo NIST, các phép đo không thể lặp lại nhiều hơn và xa hơn nữa. “Ý tưởng chỉ sử dụng phần trung tâm đến từ một bài báo gần đây của một nhóm các nhà nghiên cứu từ Hàn Quốc và Nhật Bản.”
So với kỹ thuật NIST thông thường, "các con số được thống nhất rất tốt", nhà nghiên cứu Randall Wagner của NIST. "Chúng không thể phân biệt được với nhau về mặt thống kê."
NIST cho biết ± 0.05dB của phương pháp so sánh dựa trên laser so với ± 0.03dB đối với 'phương pháp tương hỗ' tiêu chuẩn vàng và ± 0.08dB đối với phương pháp 'so sánh dựa trên tương hỗ' truyền thống.
Các phương pháp hiện có là gì?
'Phương pháp tương hỗ' cao cấp bắt đầu với ba micrô cấp tiêu chuẩn, được kết nối trong các cặp kết hợp và kết hợp bằng cách sử dụng bộ ghép nối đầy hydro, nơi chúng thay phiên nhau làm loa và micrô. Sau khi tất cả sáu tổ hợp đã được đo nhiều lần “các nhà nghiên cứu có thể chắc chắn về độ nhạy của từng micrô trong số ba micrô mà không cần micrô đã được hiệu chỉnh trước đó,” NIST cho biết.
Hiệu chuẩn 'So sánh có đi có lại' sử dụng một trong ba micrô mới được hiệu chỉnh ở trên làm nguồn tín hiệu ở một đầu của bộ ghép và micrô không xác định ở đầu kia.
Theo NIST, phương pháp Doppler laser hoạt động đủ tốt để sử dụng trong công nghiệp. Wagner nói: “Không có gì như thế này trên thị trường, không phải tôi biết. “Nó sẽ còn rất xa trong tương lai - một kiểu như một chiếc bánh trên bầu trời - nhưng tôi thấy công việc này sẽ mở ra cánh cửa cho các ứng dụng thương mại.”
Anh ấy và Allen đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tạm thời. Trong những tháng tới, họ sẽ sử dụng một máy đo rung laser nhạy hơn để kiểm tra nhiều loại micrô hơn ở nhiều tần số hơn và sẽ cố gắng đẩy độ không chắc chắn xuống đủ xa để cạnh tranh với kỹ thuật hiệu chuẩn chính.
Allen cho biết: “Nỗ lực đầu tiên này là một ví dụ về việc đi ngang qua những cái cây, nhìn thấy trái cây thật thấp và chộp lấy nó.
Công trình đã được công bố là 'Hiệu chuẩn so sánh dựa trên laser của micrô tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm' trên JASA Express Letters - toàn bộ, kỹ lưỡng, có thể đọc giấy mà không cần trả phí.