Использование шумомеров в автомобильной промышленности
Устройство и принцип работы шумомера.
Шумомер — это прибор, который может измерять уровень промышленного шума, бытового шума, дорожного шума и т. д. в соответствии со слуховыми характеристиками человеческого уха. Уровень шума относится к уровню звукового давления (дБ) или уровню громкости (фон), измеренному с помощью шумомера и скорректированному для слуха. По точности шумомера, измеряющего чистый тон 100{{10}} Гц при стандартных условиях, в 1960-х годах шумомер был разделен на два категории в мире, один называется точным шумомером, а другой называется обычным шумомером. Наша страна также принимает этот метод. С 1970-х годов некоторые страны ввели метод четырех категорий, который делится на тип 0, тип 1, тип 2 и тип 3. Их точность составляет ± 0,4 дБ, ± 0,7 дБ, ± 1,0 дБ и ± 1,5 дБ. соответственно. В соответствии с различными источниками питания, используемыми шумомером, его также можно разделить на шумомер переменного и постоянного тока с сухими батареями, а последний также может быть портативным. Портативный имеет преимущества небольшого размера, легкого веса и удобного использования на месте.
Как правило, он состоит из микрофона, усилителя, аттенюатора, взвешивающей сети, детектора, измерительного 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, магнита и трансформатора. Вибрирующая диафрагма начинает вибрировать после воздействия давления звуковой волны и заставляет подвижную катушку, установленную с ней, вибрировать в магнитном поле, создавая индуцированный 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
В настоящее время во многих популярных отечественных и импортных усилителях в схеме усиления используются двухкаскадные усилители, а именно входной усилитель и выходной усилитель, функцией которых является усиление слабого электрического сигнала. 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 нижнему пределу измерения (например, 0~70 дБ), а диапазон регулировки аттенюатора, используемого выходным усилителем, соответствует измерению (70~120 дБ). Циферблаты входного и выходного аттенюаторов часто выполняются разного цвета, а в настоящее время часто парными являются черный и прозрачный. Поскольку верх и низ 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 низкоинтенсивного шума ниже 55 децибел; B-взвешенный уровень звука должен имитировать частотные характеристики шума средней интенсивности между 55 и 85 децибелами; 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. Постепенно стали использоваться B и C.
Показания уровня шума, снятые с шумомеров, должны указывать на условия измерения.
(4) Геофон и индикаторная головка
Для отображения усиленного сигнала через измерительную головку также необходим 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. Детектор пиков может давать максимальное значение за определенный интервал времени, а детектор средних значений может измерять максимальное среднее значение за определенный интервал времени. Детекторы корневого квадрата используются в большинстве измерений, за исключением импульсивных звуков, таких как выстрелы, которые требуют пиковых измерений.
