聲級計
聲級計是最基本的噪聲測量儀器,它是一種電子儀器,但又不同于電壓表等客觀電子儀表。在把聲信號轉換成電信號時,可以模擬人耳對聲波反應速度的時間特性;對高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時改變頻率特性的強度特性。 因此,聲級計是一種主觀性的電子儀器。
中文名稱:聲級計
英文名稱:(Sound Level Met)
2工作原理由傳聲器將聲音轉換成電信號,再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權網絡,對信號進行頻率計權(或外接濾波器) ,然后再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值,送到有效值檢波器 (或外按電平記錄儀) ,在指示表頭上給出噪聲聲級的數值。傳聲器
傳聲器是把聲壓信號轉變?yōu)殡妷盒盘柕难b置,也稱之為話筒,它是聲級計的傳感器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式數種。
1. 動圈式傳聲器由振動膜片、可動線圈、永久磁鐵和變壓器等組成
聲級計
。振動膜片受到聲波壓力以后開始振動,并帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內振動以產生感應電流。該電流根據振動膜片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大,產生的電流就越大,聲壓越小,產生的電流也越小。
2.電容式傳聲器主要由金屬膜片和靠得很近的金屬電極組成,實質上是一個平板電容。金屬膜片與金屬電極構成了平板電容的兩個極板,當膜片受到聲壓作用時,膜片便發(fā)生變形,使兩個極板之間的距離發(fā)生了變化,于是改變了電容量,位測量電路中的電壓也發(fā)生了變化,實現了將聲壓信號轉變?yōu)殡妷盒盘柕淖饔?。電容式傳聲器是聲學測量中比較理想的傳聲器,具有動態(tài)范圍大、頻率響應平直、靈敏度高和在一般測量環(huán)境下穩(wěn)定性好等優(yōu)點,因而應用廣泛。由于電容式傳聲器輸出阻抗很高,因而需要通過前置放大器進行阻抗變換,前置放大器裝在聲級計內部靠近安裝電容式傳聲器的部位。
放大器
一般采用兩級放大器,即輸入放大器和輸出放大器,其作用是將微弱的電信號放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號衰減量的,以便使表頭指針指在適當的位置。輸入放大器使用的哀減器調節(jié)范圍為測量低端,輸出放大器使用的衰減器調節(jié)范圍為測量高端。許多聲級計的高低端以 70dB 為界限。
計權網絡
為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號修正為與聽感近似值的網絡,這種網絡叫作計權網絡。通過計權網絡測得的聲壓級,已不再是客觀物理量的聲壓級(叫線性聲壓級),而是經過聽感修正的聲壓級,叫作計權聲級或噪聲級。
計權(又叫加權)參數是在對頻響曲線進行了一些加權處理后測得的參數,以區(qū)別于平直頻響狀態(tài)下的不計權參數。例如信噪比,按照定義,我們在額定的信號電平下測出噪聲電平(可以是功率,也可以是電壓、電流),額定電平與噪聲電平之比就是信噪比,如果是分貝值,則計算二者之差。這是不計權信噪比。不過,由于人耳對各頻段噪聲的感知能力是不一樣的,對 3kHz 左右的中頻較為靈敏,對低頻和高頻則差一些,因此不計權信噪比未必與人耳對噪聲大小的主觀感覺能很好的吻哈。
如何將測量值與主觀聽感統(tǒng)一起來呢?于是就有了均衡網絡,或者叫加權網絡,對低頻和高頻都加以適度的衰減,這樣中頻便更突出。把這種加權網絡接在被測器材和測量儀器之間,于是器材中頻噪聲的影響就會被該網絡“放大”,換言之,對聽感影響最大的中頻噪聲被賦予了更高的權重,此時測得的信噪比就叫計權信噪比,它可以更真實地反映人的主觀聽感。
根據所使用的計權網不同,分別稱為 A 聲級、 B 聲級和 C 聲級,
聲級計是基本的噪聲測量儀器,它是一種電子儀器,但又不同于電壓表等客觀電子儀表。在把聲信號轉換成電信號時,可以模擬人耳對聲波反應速度的時間特性;對高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時改變頻率特性的強度特性。 聲級計是一種主觀性的電子儀器。
聲級計使用正確與否,直接影響到測量結果的準確性。因此,有必要介紹一下聲級計的使用。
1、聲級計使用環(huán)境的選擇:選擇有代表性的測試地點,聲級計要離開地面,離開墻壁,以減少地面和墻壁的反射聲的附加影響。
2、天氣條件要求在無雨無雪的時間,聲級計應保持傳聲器膜片清潔,風力在三級以上必須加風罩(以避免風噪聲干擾),五級以上大風應停止測量。
3、打開聲級計攜帶箱,取出聲級計,套上傳感器。
4、將聲級計置于A狀態(tài),檢測電池,然后校準聲級計。
5、對照表(一般常見的環(huán)境聲級大小參考),調節(jié)測量的量程。
6、下面就可以使用快(測量聲壓級變化較大的環(huán)境的瞬時值)、慢(測量聲壓級變化不大的環(huán)境中的平均值)、脈沖(測量脈沖聲源)、濾波器(測量指定頻段的聲級)各種功能進行測量。
7、根據需要記錄數據,同時也可以連接打印機或者其它電腦終端進行自動采集。整理器材并放回指定地方。
(1)保持儀器的外部清潔;
(2)傳聲器不用時應干燥保存;
(3)傳聲器膜片應保持清潔,不得用手觸摸;
(4)儀器長期不用時,應每月通電2h,霉雨季節(jié)應每周通電2h;
(5)儀器使用完畢時應及時將電池取出;
(6)定期送計量部門檢定。
聲級計中的頻率計權網絡有A、B、C三種標準計權網絡。A網絡是模擬人耳對等響曲線中40方純音的響應,它的曲線外形與340方的等響曲線相反,從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網絡是模擬人耳對70方純音的響應,它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網絡是模擬人耳對100方純音的響應,在整個聲頻范圍內有近乎平直的響應。
經過頻率計權網絡測得的聲壓級稱為聲級,根據所使用的計權網不同,分別稱為A聲級、B聲級和C聲級,單位記作dB(A)、dB(B)和dB(C)。
聲級計分類
目前,丈量噪聲用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
(1)“慢”。表頭時間常數為1000ms,—般用于丈量穩(wěn)態(tài)噪聲,測得的數值為有效值。
(2)”快”。表頭時間常數為125ms,一般用于丈量波動較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運輸噪聲等??鞕n接近人耳對聲音的反應。
(3)“脈沖或脈沖保持”。表針上升時間為35ms,用于丈量持續(xù)時間較長的脈沖噪聲,如沖床、按錘等,測得的數值為最大有效值。
(4)“峰值保持”。表針上升時間小于20ms.用于丈量持續(xù)時間很短的脈沖聲,如槍、炮和爆炸聲,測得的數值是峰值.即最大值。
聲級計可以外接濾波器和記錄儀,對噪聲做頻譜分析。國產的HS5660A型精密聲級計內裝了一個倍頻頁程濾波器,便于攜帶到現場和作頻譜分析。
聲級計按精度可分為精密聲級計和普通聲級計。精密聲級計的丈量誤差約為土1dB,普通聲級計約為土3dB。聲級計按用途可分為兩類:一類用于丈量穩(wěn)態(tài)噪聲,一類則用于丈量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。
積分式聲級計是用來丈量一段時間內不穩(wěn)態(tài)噪聲的等效聲級的。噪聲劑量計也是一種積分式聲級計,主要用來丈量噪聲暴露量。
脈沖式聲級計是用于丈量脈沖噪聲的,這種聲級計符合人耳對脈沖聲的響應及人耳對脈沖聲反應的均勻時間。
聲級計的使用
1、聲級計使用環(huán)境的選擇:選擇有代表性的測試地點,聲級計要離開地面,離開墻壁,以減少地面和墻壁的反射聲的附加影響。
2、天氣條件要求在無雨無雪的時間,聲級計應保持傳聲器膜片清潔,風力在三級以上必須加風罩(以避免風噪聲干擾),五級以上大風應停止丈量。
3、打開聲級計攜帶箱,取出聲級計,套上傳感器。
4、將聲級計置于A狀態(tài),檢測電池,然后校準聲級計。
5、對照表(一般常見的環(huán)境聲級大小參考),調節(jié)丈量的量程。
6、下面就可以使用快(丈量聲壓級變化較大的環(huán)境的瞬時值)、慢(丈量聲壓級變化不大的環(huán)境中的均勻值)、脈沖(丈量脈沖聲源)、濾波器(丈量指定頻段的聲級)各種功能進行丈量。
7、根據需要記錄數據,同時也可以連接打印機或者其它電腦終端進行自動采集。整理器材并放回指定地方。