OpenTest 声级测量：符合 IEC 61672-1 的多通道声级计

本文介绍如何基于 OpenTest 打造符合 IEC 61672-1 要求的多通道声级计，结合 SonoDAQ 与测量级麦克风，实现 A/C/Z计权频率计权、F/S/I时间计权、Lp/Leq/Ln等标准声学量的精确测量，适用于环境噪声、产品噪声与汽车 NVH 等多场景应用。

从手持式声级计到多通道声级测量平台

在声学与振动测试领域，“声音有多大”几乎是所有项目绕不开的问题：从办公设备、家电，到汽车 NVH、工业设备噪声，各类标准、法规和企业内控指标，都离不开对 声压级（Sound Pressure Level, SPL） 的量化与比对。

传统做法通常是：拿一台 符合 IEC 61672 的声级计，在指定位置读取 A 计权声级，用作合规判定与质量检验。IEC 61672 详细规定了声级计在 频率计权、时间计权、线性度、自生噪声、动态范围 等方面的性能要求，并将仪器划分为 Class 1 和 Class 2 两个精度等级，其中 Class 1 要求更严格，适合实验室与型式试验使用。

随着产品结构和测试需求的演进，工程师越来越希望：

• 一次性采多点，对比设备不同方位或不同工位的声级
• 声级 + 频谱 + 倍频程 联动分析，快速锁定问题频段
• 声级与转速、振动、温度等物理量同步采集，方便 NVH 诊断和噪声溯源
• 将声级测量 纳入自动化和批量测试流程，而不是停留在“到处拿表跑”的阶段

这就催生了“多通道声级计”的需求：既要符合 IEC 61672-1 Class 1 的测量精度，又要具备多通道、可扩展和自动化的能力。

OpenTest 是兆华电子 CRYSOUND 推出的新一代声学与振动测试平台，在测量模式中提供专门的 声级测量模块，配合 CRY5820 SonoDAQ Pro 等前端数采和测量级麦克风，可以在多通道条件下完成与 Class 1 声级计一致口径的声级测量。

图1 从手持式声级计到多通道声级测量平台

IEC 61672：我们到底在测什么？

声压级 Lp 的含义

声压级（Sound Pressure Level, SPL） 是对声压有效值 prms 相对于参考声压 p0（在空气中通常为 20 µPa）的对数量度，定义为：

在空气中，当 prms=1 Pa 时，SPL 约为 94 dB，这也是声校准器常用的校准点。

频率计权：A / C / Z

人耳对不同频率的敏感度并不相同，IEC 61672 要求所有声级计至少提供 A 计权，Class 1 仪器还必须支持 C 计权，Z 计权（Zero，即不加权）为可选。

• A 计权（dB(A））
  参照约 40 phon 等响曲线，对低频和超高频做较大衰减，标准中被广泛用作“与人耳主观响度相关”的指标，也是绝大多数环境与产品噪声法规采用的口径。
• C 计权（dB(C））
  频率响应更接近平坦，对低频衰减较小，适合对峰值声级、机械噪声和大声级事件进行评估。
• Z 计权（dB(Z））
  “零计权”，在规定带宽内近似平直响应，适合需要保留原始频谱能量分布的分析场景。

需要注意的是，A 计权虽然在标准与法规中无处不在，但并不是完美的“听觉模型”。许多研究与工程实践指出，当噪声中含有明显低频、调制成分或强音调成分时，单一的 A 计权读数往往会低估主观“恼人度”，因此在设计和诊断阶段，更推荐结合 C/Z 计权、倍频程谱和声品质指标 一起使用。

时间计权：Fast / Slow / Impulse

IEC 61672 对时间计权也给出了明确定义：

• F（Fast）：时间常数约 125 ms，用于观察快速波动的声级变化
• S（Slow）：时间常数约 1 s，适合观察整体趋势与长期平均
• I（Impulse）：用于带明显冲击特性的信号，对短时峰值更加敏感

在噪声评价中，常见的测量项如：

• LAF / LAS / LAI：A 计权 + Fast/Slow/Impulse 时间计权的声级
• LCpeak：C 计权下的峰值声级

时间平均量与统计量：Leq、SEL、Ln

IEC 61672 还定义了多种常用声学量：

• Leq,T / LAeq,T时间平均声级，一段时间 T 内声能量平均后的等效连续声级，是环境噪声与产品噪声中最常用的量。
• 声暴露量与声暴露级：E、LE / LAE（SEL）描述某个事件在整个持续过程中的“总声能量剂量”，常用于航空、交通和单次作业事件评价。
• Lmax / Lmin：在给定时间计权下的最大 / 最小声级
• Lpeak（通常为 LCpeak）：基于峰值声压的 C 计权峰值声级
• 统计声级 Ln（L10、L50、L90 等）

在观测时间内有 n% 的时间被超过的声级，常用于环境与背景噪声分析。

频带声级：倍频程与 1/3 倍频程

虽然倍频程滤波器本身由 IEC 61260 等标准规定，但 IEC 61672 在频率响应和标准中心频率上与之保持一致。工程上常见的有：

• 1 倍频程声级：分析 31.5 Hz–16 kHz 等标准中心频率下的频带能量；
• 1/3 倍频程声级：更细颗粒度的频带分析，有助于定位窄带噪声与结构共振。

这些量加在一起，构成了我们日常说的“声级测量”的基本空间：从瞬时读数到时间平均，从宽带声级到频带分布。

如何使用 OpenTest 进行声级测量

设置：搭好“从声源到软件”的链路

硬件准备

• 数据采集前端：如 CRY5820 SonoDAQ Pro 模块化多通道数据采集系统，单机支持 4–24 通道并可级联扩展至上千通道，32 位 ADC、最高 170 dB 动态范围、1000 V 隔离及 ≤100 ns 的 PTP/GPS 同步精度，兼顾实验室与现场环境下的高保真声学与振动测试；
• 传感器：1–4 只测量级麦克风套装（配前置放大器），布置在被测设备周围的典型测点或听音位置；
• 计算机与软件：安装好 OpenTest 客户端，完成声级模块授权。

在 OpenTest 中连接设备与通道

1. 打开 OpenTest，新建工程；
2. 在硬件设置中点击“+”图标，软件会自动扫描可用设备（包括通过 openDAQ、ASIO 等协议接入的前端）；
3. 勾选需要使用的采集设备（如 SonoDAQ），加入工程；
4. 切换到通道设置，点击“+”图表，选择本次测试要用的麦克风通道，设置采样率、量程等参数。

到这一步，信号通路已经从“声源 → 麦克风 → DAQ → OpenTest”打通。

校准：用 94 dBSPL / 1 kHz 给系统“定标尺”

为了让声级读数具备可靠的绝对参考，需要使用 1 级声校准器 对每个测量通道进行声学校准。

1. 在 OpenTest 中打开 校准（Calibrate） 对话框；
2. 选择要校准的麦克风通道；
3. 将校准器套在麦克风上，启动校准，读数稳定后完成校准；
4. 软件会自动更新通道灵敏度，使 94 dBSPL 这一参考点对齐。

使用手持式声级计（如CRY2851）做对比测试，使用同一只校准器（如CRY3018）校准声级计和测量麦克风，使两套系统共享同一“零点”。

测量：在典型工况下采集声级时间历程

在 OpenTest 中，切换到声级计模块，勾选要参与测量的通道、要计算的测量项（如Lp、Leq、Ln等），支持A/C/Z频率计权同时计算。

根据具体项目，选择若干典型工况，例如：

• Idle / 待机
• Typing / 典型办公负载
• Full Load / 压力测试（CPU / GPU 满载）

在每个工况下：

1. 让 DUT 稳定运行在目标工况；
2. 在 OpenTest 中点击开始测试；
3. 实时查看声级时间曲线与倍频程、FFT频谱等数据图表；
4. 记录到足够时长后停止，并为这条记录命名（如 “Idle_Mic1”、“FullLoad_Mic2”）。

每次测量都会自动生成一个数据集，后续可以在数据集中勾选、叠加和对比。

图2 基于OpenTest的多通道声级测量

报告：从多条记录到一份可追溯文档

在完成一轮测量后，可以使用 OpenTest 的 报告功能，把“看过的图”和“算过的数”整理成结构化报告：

• 填写项目信息、被测设备型号、工况与环境条件
• 选择报告中需要展示的声学量（Leq、Lmax、LCpeak、Ln 等）
• 设置公司 Logo、测试人信息登

同时，你还可以导出原始波形、分析数据，用于后续归档、二次分析或与其他软件联动。

图3 OpenTest声级测量报告

OpenTest 声级测量模块与 CRY2851 手持声级计对比测试

CRY2851 是CRYSOUND的一款符合 IEC 61672-1:2013 要求的1级声级计，支持 A/C/Z 计权、F/S/I 时间计权，以及 Lp、Leq、Lmax、Lmin、Lpeak、LN、LAE 等完整声学参数。使用CRY2851与OpenTest声级测量模块进行对比测试：

1. 环境与工况设置
   • 选择半消声室或低背景噪声实验室
   • 设定若干工况（如待机、典型负载、满载）
2. 校准一致性
   • 使用同一只 1 级声校准器对 CRY2851 和 OpenTest + 麦克风通道进行校准（94 dB / 1 kHz 或 114 dB / 1 kHz）
   • 确保两条测量链路共享统一的参考点
3. 布置与采集
   • 将 CRY2851 的麦克风与用于 OpenTest 的测量麦克风布置在同一测点（探头尽可能靠近、指向一致）
   • 在每个工况下，分别记录 CRY2851 的 LAeq、LAFmax 等读数，并使用 OpenTest 在相同时间窗口、相同计权条件下记录声级时间历程
4. 结果对比与评估
   • 对比不同工况下 OpenTest 与 CRY2851 的 LAeq、LAF、LCpeak 等关键指标差异

通过让 CRY2851 与 OpenTest 在同一测点、相同计权和一致校准条件下同步工作，工程师可以直观对比两套声级读数在不同工况下的变化趋势和量级关系。

图4 CRY2851 vs OpenTest多通道声级测量

声级测量模块的典型应用场景

依托 OpenTest 的声级测量模块，你可以在以下场景中构建自己的多通道声级计方案：

消费电子 / IT 设备

• 评估不同散热方案、风扇策略对 LAeq、LAFmax 的影响
• 在产品定义阶段同时约束 声功率级 和 声级指标
• 结合 FFT、1/3 倍频程和声品质（响度、尖锐度、突出度）指标，从“多大”走向“好不好听”

汽车 NVH / 车内声学

• 多通道采集驾驶员位、乘客位及舱内典型位置的声级
• 在加速、巡航、怠速等工况下对比车内噪声差异
• 与阶次分析、声品质模块耦合，评价整车 NVH 的“量”和“感受”

家电与工业设备噪声

• 在声功率测试之外，增加多位置声级监测，关注操作员位置、敏感点噪声
• 用 Sequence 模式将声级测量接入产线，实现 自动采集 + 自动判级 + 自动报告
• 联合 1/3 倍频程分析，识别特定频带的共振或结构噪声问题

环境与长期监测

• 通过多点布置和统计声级（L10、L50、L90 等），评估厂界、办公区或实验室环境噪声
• 配合数据记录与远程访问，构建长期噪声监测方案

如果你已经习惯用手持声级计完成日常噪声测试，那么基于 OpenTest 声级测量模块 的方案，本质上是把这台声级计“升级”为：

• 多通道：一次看清多个位置、多种工况下的声级与频谱
• 可溯源：原始波形、分析结果和报告统一管理，便于长期审计和对标
• 可扩展：与声功率、声品质、FFT / 倍频程等模块在同一平台协同工作，并支持自动化测试流程

欢迎填写表单-> 联系我们，预约 OpenTest 声级测量模块的演示与试用权限；也可以访问 OpenTest 官网 www.opentest.com 了解更多功能详情和应用案例。