超声波测量技术中分贝的作用是什么?

超声波测量技术主要基于不同参数之间的相互关系。在很多情况下,单独的测量参数的具体数值不如它们与标准量之间的比值来得重要。因此,我们采用了一种特别的度量单位:分贝(dB),来描述这些量的比例关系。

分贝是一个用来表示比值的单位,其计算方法是取比值的十进制对数,然后乘以20。

在超声波技术中,我们通常比较的是声压振幅(如p2/pi)或者电信号电压(如U2/U1)的比值。

比如说:

p2 = 3p1

p2/p1 = 3

20 Ig ( p2/p1) = 20 • (0.47712) = + 9,5 dB

计算出的分贝值是 20乘以log10(3),大约等于+9.5 dB。

反之,

p2 = p1/3

p2/p1 = 1/2

20 Ig (p2/p1) = 20 (- 0.47712) = – 9,5 dB.

再比如,如果电压比 U2/U1 的分贝值是3 dB,那么它们的比值是多少呢?

20 Ig (U2/U1) = 3 dB

Ig (U2/U1) = 0,15

U2/U= 100,15

U2/U1 = 1,4125

在超声波测量中,使用分贝可以方便地表示量的比值,如表3所示。

由于分贝是一个对数单位,它可以简化有理表达式的处理。当我们使用分贝值时,复杂的乘除运算就可以转化为简单的加减法。

比如,-14 dB对应的比值是多少?

20Ig (A2/A1) = – 14 dB = – 20 dB + 6 dB

Ig ( A2/A1) = – 1 + 0,3

A2/A1 = 10-1 • 100,3

A2/A1 = 0,1 • 2,0 = 0,2