高 结，冯晓娟，林 鸿，李晓苇，张金涛

(1．河北大学物理学院，河北保定 071002；2．中国计量科学研究院热工计量科学研究所，北京 100013)



声学温度计中声学传感器的对比研究

高 结1,2，冯晓娟2，林 鸿2，李晓苇1，张金涛2

(1．河北大学物理学院，河北保定 071002；2．中国计量科学研究院热工计量科学研究所，北京 100013)

声学传感器的研究对提高声学共鸣法测量Boltzmann常数kB的精度以及高温区热力学温度的测量都十分重要。借助声学共鸣法，文中研究了压电陶瓷与电容式麦克风的响应特性。结果表明，在相同条件下，麦克风测量信噪比和频率随机偏差δfN/fN都明显优于压电陶瓷，验证了麦克风的高灵敏性；另外，两种传感器测量的半宽值的Δg/f均远小于1×10-6,为后续高温区热力学温度测量和减小kB不确定度奠定了基础。

声学共鸣法；声学传感器；压电陶瓷；电容式麦克风

0 引言

目前，在用于确定波尔兹曼常数kB的基准方法中，声学共鸣法是具有最高准确度的方法，在kB重新定义、热力温度测量等方面有广泛的应用[1-4]。而声学共鸣法需要通过激发和接收声学信号，测量其共鸣模式的频率。为了获得精确的测量值，一方面激发声波的传感器的驱动能力要大，以提高测量声学共振频率的信噪比；另一方面，接收声波的传感器也需要有高的灵敏度。

课题组在测定波尔兹曼常数的研究中[5-7]，已经较为成熟地运用了压电陶瓷传感器和端盖薄膜的方法来代替被国外同行广泛使用的电容式麦克风，并获得较好的实验结果。……