Состав и функции шумомера
Шумомер обычно состоит из микрофона, усилителя, аттенюатора, взвешивающей цепи, детектора, показывающего измерителя и источника питания.
(1) Микрофон Это устройство, которое преобразует сигнал звукового давления в сигнал напряжения, также известное как микрофон и являющееся датчиком. Обычные микрофоны бывают кварцевыми, электретными, с подвижной катушкой и конденсаторными. Датчик с подвижной катушкой состоит из вибрирующей диафрагмы, подвижной катушки, постоянного магнита и трансформатора. Вибрирующая диафрагма начинает вибрировать после воздействия давления звуковой волны и заставляет установленную на ней подвижную катушку вибрировать в магнитном поле для генерации индуцированного тока. Ток изменяется в зависимости от величины акустического давления на вибрирующую диафрагму. Чем больше звуковое давление, тем больше создаваемый ток; чем меньше звуковое давление, тем меньше создаваемый ток
Емкостные датчики в основном состоят из металлических диафрагм и металлических электродов, расположенных близко друг к другу, что по сути представляет собой плоский пластинчатый конденсатор. Металлическая диафрагма и металлические электроды составляют две пластины плоского конденсатора. Когда диафрагма подвергается звуковому давлению, диафрагма деформируется, изменяется расстояние между двумя пластинами, а также изменяется емкость, тем самым генерируя переменное напряжение, форма волны которого пропорциональна уровню звукового давления в линейном диапазоне микрофона, реализуя функция преобразования сигнала звукового давления в сигнал напряжения.
Конденсаторный микрофон — идеальный микрофон для акустических измерений. Он обладает такими преимуществами, как большой динамический диапазон, плоская частотная характеристика, высокая чувствительность и хорошая стабильность в обычных условиях измерения, поэтому он широко используется. Поскольку выходное сопротивление емкостного датчика очень велико, необходимо выполнить преобразование импеданса через предусилитель. Предусилитель устанавливается внутри шумомера рядом с местом установки емкостного датчика.
(2) Усилители и аттенюаторы. Во многих популярных в настоящее время отечественных и импортных усилителях в схеме усиления используются двухкаскадные усилители, а именно входной усилитель и выходной усилитель, функция которых заключается в усилении слабых электрических сигналов. Входной аттенюатор и выходной аттенюатор используются для изменения ослабления входного сигнала и ослабления выходного сигнала, так что указатель измерительной головки указывает на соответствующее положение, а затухание каждой передачи составляет 1 {{3 }} децибел. Диапазон регулировки аттенюатора, используемого входным усилителем, предназначен для измерения нижнего предела (например, 0–70 децибел), а диапазон регулировки аттенюатора, используемого выходным усилителем, предназначен для измерения верхнего предела (70–120 децибел). Циферблаты входного и выходного аттенюаторов часто выполняются в разных цветах, и в настоящее время часто сочетаются черный и прозрачный. Поскольку у многих измерителей уровня звука верхний и нижний предел ограничены 70 децибелами, необходимо не допускать превышения предела при вращении, чтобы не повредить устройство.
(3) Взвешивающая сеть. Чтобы имитировать различную чувствительность человеческого слуха на разных частотах, имеется встроенная система, которая может имитировать слуховые характеристики человеческого уха и корректировать электрический сигнал в сеть, аналогичную слуховой. . Эта сеть называется весовой сетью. Уровень звукового давления, измеренный с помощью весовой схемы, больше не является уровнем звукового давления объективной физической величины (называемым линейным уровнем звукового давления), а уровнем звукового давления, скорректированным с помощью чувства слуха, называемым взвешенным уровнем звука или уровнем шума.
Обычно существует три типа весовых сетей: A, B и C. Уровень звука, взвешенный по шкале A, предназначен для имитации частотных характеристик человеческого уха для шума низкой интенсивности ниже 55 децибел; B-взвешенный уровень звука предназначен для имитации частотных характеристик шума средней интенсивности от 55 до 85 децибел; C-взвешенный уровень звука предназначен для имитации характеристик шума высокой интенсивности. Разница между тремя заключается в степени затухания низкочастотных составляющих шума. A ослабляет больше всего, за ним следует B и меньше всего C. Уровень звука, взвешенный по шкале А, является наиболее широко используемым методом измерения шума в мире, поскольку его характеристическая кривая близка к характеристикам слуха человеческого уха, а B и C используются постепенно. Показания уровня шума, снятые с шумомеров, должны указывать условия проведения измерений.
(4) Сейсмоприемник и измерительный индикатор. Для отображения усиленного сигнала через измерительный прибор также необходим сейсмоприемник для преобразования быстро меняющегося сигнала напряжения в более медленно меняющийся сигнал напряжения постоянного тока. Величина этого напряжения постоянного тока пропорциональна величине входного сигнала. В зависимости от потребностей измерения детектор можно разделить на пиковый детектор, средний детектор и черный среднеквадратичный детектор. Пиковый детектор может выдавать максимальное значение за определенный интервал времени, а детектор среднего может измерять его абсолютное среднее значение за определенный интервал времени. Детекторы квадратного корня используются в большинстве измерений, за исключением импульсивных звуков, таких как выстрелы, которые требуют пиковых измерений. Детектор среднеквадратического значения может возводить в квадрат, усреднять и извлекать из квадрата сигнал переменного тока, чтобы получить среднеквадратичное значение напряжения, и, наконец, отправлять среднеквадратичный сигнал напряжения на индикаторную головку. Индикаторная головка счетчика представляет собой электросчетчик. Пока его шкала откалибрована, значение уровня шума в децибелах можно считывать непосредственно с измерительной головки. Демпфирование головки шумомера обычно имеет две передачи: «быструю» и «медленную». Среднее время «быстрой» передачи составляет 0,27 с, что очень близко к физиологическому среднему времени работы слухового органа человека; среднее время "медленной" передачи - 1,05с. При измерении установившегося шума или необходимости регистрации процесса изменения уровня звука целесообразнее использовать «быструю» передачу; когда колебания измеряемого шума относительно велики, целесообразнее использовать «медленную» передачу. Чтобы удовлетворить потребности места измерения, шумомер обычно имеет штатив, поэтому при необходимости его можно закрепить на штативе.
На панели вообще есть какие-то гнезда. Если к этим разъемам подключить портативный октавный полосовой фильтр, они могут сформировать небольшую простую систему анализа спектра для использования на месте; если их совместить с магнитофоном, живой шум можно записать на пленку и сохранить для последующего более детального исследования;
