Как работает шумомер

Как работает шумомер

Звук преобразуется микрофоном в электрический сигнал, а импеданс преобразуется предусилителем для согласования с микрофоном и аттенюатором. Усилитель добавляет выходной сигнал к сети взвешивания, выполняет взвешивание сигнала по частоте (или внешний фильтр), а затем усиливает сигнал до определенной амплитуды через аттенюатор и усилитель и посылает его на детектор среднеквадратичного значения (или внешний источник питания). ). диктофон) числовое значение уровня шума указано на головке индикатора.

Микрофон

Микрофон — это устройство, которое преобразует сигнал звукового давления в сигнал напряжения, также известный как микрофон, который является датчиком шумомера. Обычные микрофоны бывают кристаллического типа, электретного типа, типа с подвижной катушкой и конденсаторного типа.

1) Микрофон с подвижной катушкой состоит из вибрирующей диафрагмы, подвижной катушки, постоянного магнита и трансформатора. Вибрирующая диафрагма начинает вибрировать после воздействия давления звуковой волны и заставляет подвижную катушку, установленную с ней, вибрировать в магнитном поле, создавая наведенный ток. Сила тока изменяется в зависимости от величины акустического давления на вибрирующую диафрагму. Чем больше звуковое давление, тем больше генерируемый ток, а чем ниже звуковое давление, тем меньше генерируемый ток.

2) Конденсаторные микрофоны в основном состоят из металлических диафрагм и металлических электродов, расположенных близко друг к другу, и представляют собой плоский конденсатор. Металлическая диафрагма и металлические электроды составляют две пластины плоского конденсатора. Когда диафрагма подвергается звуковому давлению, диафрагма деформируется, что приводит к изменению расстояния между двумя пластинами и, таким образом, к изменению емкости. Изменилось и напряжение в цепи измерения разрядности, реализующей функцию преобразования сигнала звукового давления в сигнал напряжения. Конденсаторные микрофоны идеально подходят для акустических измерений. Они имеют преимущества большого динамического диапазона, плоской частотной характеристики, высокой чувствительности и хорошей стабильности в обычных условиях измерений, поэтому они широко используются. Поскольку выходное сопротивление конденсаторного микрофона очень велико, необходимо проводить преобразование импеданса через предусилитель. Предусилитель устанавливается внутри шумомера рядом с той частью, где установлен конденсаторный микрофон.

Усилитель

Как правило, используются двухкаскадные усилители, а именно входной усилитель и выходной усилитель, функция которых заключается в усилении слабого электрического сигнала. Входной аттенюатор и выходной аттенюатор используются для изменения затухания входного сигнала и затухания выходного сигнала, чтобы стрелка измерительной головки указывала на соответствующее положение. Диапазон регулировки аттенюатора, используемого входным усилителем, является нижней границей измерения, а диапазон регулировки аттенюатора, используемого выходным усилителем, является нижней границей измерения. Многие шумомеры имеют ограничение в 70 дБ на верхнем и нижнем уровнях.

Взвешенная сеть

Сеть, которая изменяет электрический сигнал до приблизительного значения слышимости, называется взвешенной сетью. Уровень звукового давления, измеренный взвешивающей сетью, больше не является уровнем звукового давления объективной физической величины (называемым линейным уровнем звукового давления), а уровнем звукового давления, скорректированным на слух, который называется взвешенным уровнем звука или уровень шума.

Взвешенный (также называемый взвешенным) параметр представляет собой параметр, измеренный после выполнения некоторой взвешивающей обработки на кривой частотной характеристики, чтобы отличить его от невзвешенного параметра в состоянии плоской частотной характеристики. Например, отношение сигнал/шум, по определению, мы измеряем уровень шума (который может быть мощностью, напряжением или током) при номинальном уровне сигнала. Отношение номинального уровня к уровню шума является отношением сигнал/шум. Если это значение в децибелах, рассчитайте разницу между ними. Это невзвешенное отношение сигнал/шум. Однако, поскольку человеческое ухо имеет разные возможности восприятия шума, оно чувствует себя хорошо на промежуточной частоте около 500 Гц, но не на высокой частоте. Следовательно, невзвешенное отношение сигнал/шум может не соответствовать субъективному восприятию уровня шума человеческим ухом. .

Как унифицировать измеренное значение с субъективным слухом? Таким образом, существует выравнивающая сеть или взвешивающая сеть, которая умеренно ослабляет высокие частоты, так что промежуточные частоты становятся более заметными. Эта взвешивающая сеть подключается между испытуемым оборудованием и измерительным прибором, поэтому влияние шума промежуточной частоты оборудования будет «усилено» сетью. Измеренное отношение сигнал-шум называется взвешенным отношением сигнал-шум, которое может более точно отражать субъективное ощущение слуха людей.

В зависимости от используемой сети взвешивания они называются уровнем звука А, уровнем звука В и уровнем звука С. А-взвешенный уровень звука предназначен для имитации частотных характеристик человеческого уха для шума низкой интенсивности ниже 55 дБ, B-взвешенный уровень звука предназначен для имитации частотных характеристик шума средней интенсивности от 55 дБ до 85 дБ, C-взвешенный уровень звука составляет для имитации частотных характеристик высокоинтенсивного шума. Основное различие между ними заключается в ослаблении высокочастотных составляющих шума. A ослабляет больше всего, B - второе, а C - меньше всего.

Однако, поскольку кривая равной громкости, на которой основана А-взвешивание, претерпела большие изменения после нескольких пересмотров, статус А-взвешивания постепенно снижается.

Детектор

Функция детектора заключается в преобразовании быстро меняющегося сигнала напряжения в более медленно изменяющийся сигнал постоянного напряжения. Величина этого постоянного напряжения пропорциональна величине входного сигнала. В соответствии с потребностями измерения детекторы делятся на детекторы пиков, детекторы средних значений и детекторы среднеквадратичных значений. Пиковый детектор может давать максимальное значение за определенный интервал времени, а детектор среднего значения может измерять его абсолютное среднее значение за определенный интервал времени. Импульсный звук должен измерять его пиковое значение, в большинстве измерений шума используются среднеквадратичные детекторы.

Детектор среднеквадратичного значения может возводить в квадрат, усреднять и возводить в квадрат сигнал переменного тока для получения среднеквадратичного значения напряжения и, наконец, передавать среднеквадратический сигнал напряжения на индикаторный измеритель.