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声级计

发布时间:2012-02-14 | 修改时间:2012-09-14

一、声级计的原理和组成

声级计是噪声测量中最基本的仪器,一般由传声器、前置放大器、衰减器、放大器、频率计权网络以及有效值指示表头等组成。

声级计的工作原理是:由传声器将声音转换成电信号,再由前置放大器变换阻抗,使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络,对信号进行频率计权 ( 或外接滤波器 ) ,然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值,送到有效值检波器 ( 或外按电平记录仪 ) ,在指示表头上给出噪声声级的数值。

各部分功能:

1 )传声器
是把声压信号转变为电压信号的装置,也称之为话筒,它是声级计的传感器。常见的传声器有晶体式、驻极体式、动圈式和电容式数种。

2 )放大器
一般采用两级放大器,即输入放大器和输出放大器,其作用是将微弱的电信号放大。输入衰减器和输出衰减器是用来改变输入信号的衰减量和输出信号衰减量的,以便使表头指针指在适当的位置。输入放大器使用的哀减器调节范围为测量低端,输出放大器使用的衰减器调节范围为测量高端。许多声级计的高低端以 70dB 为界限。

3 )计权网络
为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性,在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性,把电信号修正为与听感近似值的网络,这种网络叫作计权网络。通过计权网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压级(叫线性声压级),而是经过听感修正的声压级,叫作计权声级或噪声级。

计权(又叫加权)参数是在对频响曲线进行了一些加权处理后测得的参数,以区别于平直频响状态下的不计权参数。例如信噪比,按照定义,我们在额定的信号电平下测出噪声电平(可以是功率,也可以是电压、电流),额定电平与噪声电平之比就是信噪比,如果是分贝值,则计算二者之差。这是不计权信噪比。不过,由于人耳对各频段噪声的感知能力是不一样的,对 3kHz 左右的中频最灵敏,对低频和高频则差一些,因此不计权信噪比未必与人耳对噪声大小的主观感觉能很好的吻哈。

4 )检波器和指示表头
检波器作用是把迅速变化的电压信号转变成变化较慢的直流电压信号。这个直流电压的大小要正比于输入信号的大小。根据测量的需要,检波器有峰值检波器、平均值检波器和均方根值检波器之分。峰值检波器能给出一定时间间隔中的最大值,平均值检波器能在一定时间间隔中测量其绝对平均值。脉冲声需要测量它的峰值外,在多数的噪声测量中均是采用均方根值检波器。

均方根值检波器能对交流信号进行平方、平均和开方,得出电压的均方根值,最后将均方根电压信号输送到指示表头。目前,测量噪声用的声级计,表头响应按灵敏度可分为四种:

(1) “慢”。表头时间常数为 1000 ms ,—般用于测量稳态噪声,测得的数值为有效值。
(2) ”快”。表头时间常数为 125ms ,一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。
(3) “脉冲或脉冲保持”。表针上升时间为 35ms ,用于测量持续时间较长的脉冲噪声,如冲床、按锤等,测得的数值为最大有效值。
(4) “峰值保持”。表针上升时间小于 20ms .用于测量持续时间很短的脉冲声,如枪、炮和爆炸声,测得的数值是峰值.即最大值。

二、声级计分类

声级计按精度可分为精密声级计和普通声级计。精密声级计的测量误差约为土 1dB ,普通声级计约为土 3dB 。

声级计按用途可分为两类:一类用于测量稳态噪声,一类则用于测量不稳态噪声和脉冲噪声。

积分式声级计是用来测量一段时间内不稳态噪声的等效声级的。噪声剂量计也是一种积分式声级计,主要用来测量噪声暴露量。

脉冲式声级计是用于测量脉冲噪声的,这种声级计符合人耳对脉冲声的响应及人耳对脉冲声反应的平均时间。

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