Структура шумомера
Шумомер является самым простым прибором для измерения шума. Это электронный прибор, но он отличается от объективных электронных приборов, таких как вольтметры. При преобразовании акустического сигнала в электрический он может имитировать временные характеристики скорости отклика человеческого уха на звуковые волны; частотные характеристики различной чувствительности к высоким и низким частотам и интенсивностные характеристики изменения частотных характеристик при разной громкости. Шумомер — субъективный электронный прибор.
Структура шумомера
Он состоит из микрофона, усилителя, аттенюатора, взвешивающей сети, детектора, индикатора и источника питания.
1. Микрофон
Это устройство, которое преобразует сигнал звукового давления в сигнал напряжения, также известное как микрофон, и является отличным датчиком. Обычные микрофоны бывают кварцевые, электретные, с подвижной катушкой и конденсаторные.
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 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; чем меньше звуковое давление, тем меньше генерируемый ток.
Емкостные датчики в основном состоят из металлических диафрагм и металлических электродов, расположенных близко друг к другу, что по существу представляет собой плоский конденсатор. Металлическая диафрагма и металлические электроды составляют две пластины плоского конденсатора. Когда диафрагма подвергается звуковому давлению, диафрагма деформируется, расстояние между двумя пластинами изменяется, а также изменяется емкость, тем самым генерируя переменное напряжение, форма волны которого находится в пределах линейного диапазона микрофона и уровня звукового давления. реализует функцию преобразования сигнала звукового давления в сигнал напряжения.
Конденсаторный микрофон является идеальным микрофоном для акустических измерений. Он имеет преимущества большого динамического диапазона, плоской частотной характеристики, высокой чувствительности и хорошей стабильности в общей среде измерений, поэтому он широко используется. Поскольку выходное сопротивление емкостного датчика очень велико, необходимо выполнить преобразование импеданса через предварительный усилитель. Предусилитель устанавливается внутри шумомера рядом с той частью, где установлен емкостный датчик.
2. Усилитель и аттенюатор
Многие популярные в настоящее время отечественные и импортные усилители используют в схеме усиления двухкаскадные усилители, а именно входной усилитель и выходной усилитель, и их функция заключается в усилении слабых электрических сигналов. Входной аттенюатор и выходной аттенюатор используются для изменения затухания входного сигнала и затухания выходного сигнала, так что указатель головки датчика указывает на соответствующее положение, а затухание каждой шестерни составляет 1 {{2 }} децибел. Диапазон регулировки аттенюатора, используемого входным усилителем, соответствует нижней границе измерения (например, 0–70 дБ), а диапазон регулировки аттенюатора, используемого выходным усилителем, — верхней границе измерения (70–120 дБ). дБ). Циферблаты входного и выходного аттенюаторов часто выполняются разного цвета, и в настоящее время часто парными являются черный и прозрачный. Так как верхний и нижний пределы многих шумомеров ограничены 70 децибелами, необходимо предотвратить превышение предела при вращении, чтобы не повредить устройство.
3. Весовая сеть
Для имитации различной чувствительности человеческого слуха на разных частотах имеется встроенный, который может имитировать слуховые характеристики человеческого уха и корректировать электрический сигнал в сеть, аналогичную слуху. Эта сеть называется сетью взвешивания. Уровень звукового давления, измеренный через взвешивающую сеть, больше не является уровнем звукового давления объективной физической величины (называемым линейным уровнем звукового давления), а уровнем звукового давления, скорректированным на слух, называемым взвешенным уровнем звука или уровнем шума.
Обычно существует три типа взвешивающих сетей: A, B и C. Взвешенный по A уровень звука предназначен для имитации частотных характеристик человеческого уха для шума низкой интенсивности ниже 55 децибел; B-взвешенный уровень звука должен имитировать частотные характеристики 55-85 децибел шума средней интенсивности; C-взвешенный уровень звука предназначен для имитации частотных характеристик характеристики шума высокой интенсивности. Разница между ними заключается в степени ослабления низкочастотных составляющих шума. A ослабляет больше всего, затем B и C меньше всего. А-взвешенный уровень звука является наиболее широко используемым измерением шума в мире, поскольку его характеристическая кривая близка к слуховым характеристикам человеческого уха, а В и С постепенно используются. Показания уровня шума, снятые с шумомеров, должны указывать условия измерения.
4. Геофон и индикаторная головка
Для отображения усиленного сигнала через измеритель также требуется детектор для преобразования быстро меняющегося сигнала напряжения в более медленно изменяющийся сигнал постоянного напряжения. Величина этого постоянного напряжения пропорциональна величине входного сигнала. В соответствии с потребностями измерения детектор можно разделить на пиковый детектор, детектор средних значений и детектор черного среднеквадратичного значения. Пиковый детектор может давать максимальное значение определенного временного интервала, а средний детектор может измерять его абсолютное среднее значение в определенном временном интервале. Детекторы корневого квадрата используются в большинстве измерений, за исключением импульсивных звуков, таких как выстрелы, которые требуют пиковых измерений.
Детектор среднеквадратичного значения может возводить в квадрат, усреднять и извлекать квадратный корень из сигнала переменного тока для получения среднеквадратичного значения напряжения и, наконец, отправлять среднеквадратический сигнал напряжения на индикаторную головку. Индикаторная головка счетчика представляет собой электрический счетчик, если его шкала откалибрована, значение уровня шума в децибелах можно считывать непосредственно с головки счетчика. . Среднее время «быстрой» передачи составляет 0,27 с, что очень близко к физиологическому среднему времени работы слухового органа человека; среднее время «медленной» передачи — 1,05 с. При измерении установившегося шума или необходимости записи процесса изменения уровня звука целесообразнее использовать «быструю» передачу; когда флуктуация измеренного шума относительно велика, более целесообразно использовать «медленную» передачу.
