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聲級(jí)計(jì)工作原理
聲級(jí)計(jì)工作原理
1.由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配.然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)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(jí)的數(shù)值.
傳聲器是把聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的裝置,也稱之為話筒,它是聲級(jí)計(jì)的傳感器.常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動(dòng)圈式和電容式數(shù)種.
1.1動(dòng)圈式傳聲器由振動(dòng)膜片、可動(dòng)線圈、*磁鐵和變壓器等組成 .振動(dòng)膜片受到聲波壓力以后開始振動(dòng),并帶動(dòng)著和它裝在一起的可動(dòng)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)振動(dòng)以產(chǎn)生感應(yīng)電流.該電流根據(jù)振動(dòng)膜片受到聲波壓力的大小而變化.聲壓越大,產(chǎn)生的電流就越大,聲壓越小,產(chǎn)生的電流也越小.
1.2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(shí)質(zhì)上是一個(gè)平板電容.金屬膜片與金屬電極構(gòu)成了平板電容的兩個(gè)極板,當(dāng)膜片受到聲壓作用時(shí),膜片便發(fā)生變形,使兩個(gè)極板之間的距離發(fā)生了變化,于是改變了電容量,位測(cè)量電路中的電壓也發(fā)生了變化,實(shí)現(xiàn)了將聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的作用.
2.放大器
一般采用兩級(jí)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(hào)放大.輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號(hào)的衰減量和輸出信號(hào)衰減量的,以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?輸入放大器使用的哀減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量低端,輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量.許多聲級(jí)計(jì)的高低端以 70dB 為界限.
3.計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)
為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號(hào)修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò).通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí),已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)（叫線性聲壓級(jí)）,而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級(jí),叫作計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí).
計(jì)權(quán)（又叫加權(quán)）參數(shù)是在對(duì)頻響曲線進(jìn)行了一些加權(quán)處理后測(cè)得的參數(shù),以區(qū)別于平直頻響狀態(tài)下的不計(jì)權(quán)參數(shù).例如信噪比,按照定義,我們?cè)陬~定的信號(hào)電平下測(cè)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(jì)算二者之差.這是不計(jì)權(quán)信噪比.不過,由于人耳對(duì)各頻段噪聲的感知能力是不一樣的,對(duì) 3kHz 左右的中頻zui靈敏,對(duì)低頻和高頻則差一些,因此不計(jì)權(quán)信噪比未必與人耳對(duì)噪聲大小的主觀感覺能很好的吻哈. 如何將測(cè)量值與主觀聽感統(tǒng)一起來呢？于是就有了均衡網(wǎng)絡(luò),或者叫加權(quán)網(wǎng)絡(luò),對(duì)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(quán)網(wǎng)絡(luò)接在被測(cè)器材和測(cè)量?jī)x器之間,于是器材中頻噪聲的影響就會(huì)被該網(wǎng)絡(luò)“放大",換言之,對(duì)聽感影響zui大的中頻噪聲被賦予了更高的權(quán)重,此時(shí)測(cè)得的信噪比就叫計(jì)權(quán)信噪比,它可以更真實(shí)地反映人的主觀聽感.
根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同.分別稱為 A 聲級(jí)、 B 聲級(jí)和 C 聲級(jí),
單位記作 dB(A) 、 dB(B) 和 dB(C) . A 計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì) 55dB 以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性, B 計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬 55dB 到 85dB 的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性, C 計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性.三者的主要差別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度, A 衰減zui多, B 次之, C zui少. A 計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性,因此是目前世界上噪聲測(cè)量中應(yīng)用zui廣泛的一種 ,許多與噪聲有關(guān)的國家規(guī)范都是按 A 聲級(jí)作為指標(biāo)的,但由于A計(jì)權(quán)所依據(jù)的燈響曲線經(jīng)過多次修正后發(fā)生了很大的變化,A計(jì)權(quán)的地位也正逐漸下降,目前比較流行的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)包括NR,NC燈標(biāo)準(zhǔn).
4.檢波器和指示表頭
檢波器作用是把迅速變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號(hào).這個(gè)直流電壓的大小要正比于輸入信號(hào)的大小.根據(jù)測(cè)量的需要,檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器和均方根值檢波器之分.峰值檢波器能給出一定時(shí)間間隔中的zui大值,平均值檢波器能在一定時(shí)間間隔中測(cè)量其平均值.脈沖聲需要測(cè)量它的峰值外,在多數(shù)的噪聲測(cè)量中均是采用均方根值檢波器.