❶ 雜訊計的雜訊計原理
聲級計經過頻率計權網路測得的聲壓級稱為聲級,根據所使用的計權網不同,分別稱為A聲級、B聲級和C聲級,單位記作dB(A)、dB(B)和dB(C)。
測量雜訊用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
1、「慢」:表頭時間常數為1000ms,―般用於測量穩態雜訊,測得的數值為有效值。
2、」快」:表頭時間常數為125ms, 一般用於測量波動較大的不穩態雜訊和交通運輸雜訊等。 快檔接近人耳對 聲音的反應。
3、「脈沖或脈沖保持」:表針上升時間為35ms, 用於測量持續時間較長的脈沖雜訊,如沖床、按錘等,測得 的數值為最大有效值。
4、「峰值保持」:表針上升時間小於20ms。用於測量持續時間很短的脈沖聲,如槍、炮和爆炸聲,測得的數值是峰值.即最大值。
聲級計可以外接濾波器和記錄儀,對雜訊做頻譜分析。國產的ND2型精密聲級計內裝了一個倍頻頁程濾波器,便於攜帶到現場和作頻譜分析。聲級計按精度可分為精密聲級計和普通聲級計。精密聲級計的測量誤差約為土1dB,普通聲級計約為土3dB。
聲級計按用途可分為兩類:一類用於測量穩態雜訊,一類則用於測量不穩態雜訊和脈沖雜訊。
積分式聲級計是用來測量一段時間內不穩態雜訊的等效聲級的。雜訊劑量計也是一種積分式聲級計,主要用來測量雜訊暴露量。脈沖式聲級計是用於測量脈沖雜訊的,這種聲級計符合人耳對脈沖聲的響應及人耳對脈沖聲反應的平均時間。
❷ 分貝儀的工作原理
由傳聲器將聲音轉換成電信號,再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權網路,對信號進行頻率計權 ( 或外接濾波器 ) ,然後再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值,送到有效值檢波器 ( 或外按電平記錄儀 ) ,在顯示器上給出雜訊聲級的數值。
1 )傳聲器是把聲壓信號轉變為電壓信號的裝置,也稱之為話筒,它是聲級計的感測器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式數種。
1.1 動圈式傳聲器由振動膜片、可動線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。振動膜片受到聲波壓力以後開始振動,並帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內振動以產生感應電流。該電流根據振動膜片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大,產生的電流就越大,聲壓越小,產生的電流也越小。
1.2電容式傳聲器主要由金屬膜片和靠得很近的金屬電極組成,實質上是一個平板電容。金屬膜片與金屬電極構成了平板電容的兩個極板,當膜片受到聲壓作用時,膜片便發生變形,使兩個極板之間的距離發生了變化,於是改變了電容量,位測量電路中的電壓也發生了變化,實現了將聲壓信號轉變為電壓信號的作用。電容式傳聲器是聲學測量中比較理想的傳聲器,具有動態范圍大、頻率響應平直、靈敏度高和在一般測量環境下穩定性好等優點,因而應用廣泛。由於電容式傳聲器輸出阻抗很高,因而需要通過前置放大器進行阻抗變換,前置放大器裝在聲級計內部靠近安裝電容式傳聲器的部位。
2 )放大器
一般採用兩級放大器,即輸入放大器和輸出放大器,其作用是將微弱的電信號放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號衰減量的,以便使表頭指針指在適當的位置。輸入放大器使用的哀減器調節范圍為測量低端,輸出放大器使用的衰減器調節范圍為測量高端。許多聲級計的高低端以 70dB 為界限。
3 )計權網路
為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號修正為與聽感近似值的網路,這種網路叫作計權網路。通過計權網路測得的聲壓級,已不再是客觀物理量的聲壓級(叫線性聲壓級),而是經過聽感修正的聲壓級,叫作計權聲級或雜訊級。
計權(又叫加權)參數是在對頻響曲線進行了一些加權處理後測得的參數,以區別於平直頻響狀態下的不計權參數。例如信噪比,按照定義,我們在額定的信號電平下測出雜訊電平(可以是功率,也可以是電壓、電流),額定電平與雜訊電平之比就是信噪比,如果是分貝值,則計算二者之差。這是不計權信噪比。不過,由於人耳對各頻段雜訊的感知能力是不一樣的,對 3kHz 左右的中頻最靈敏,對低頻和高頻則差一些,因此不計權信噪比未必與人耳對雜訊大小的主觀感覺能很好的吻哈。
如何將測量值與主觀聽感統一起來呢?於是就有了均衡網路,或者叫加權網路,對低頻和高頻都加以適度的衰減,這樣中頻便更突出。把這種加權網路接在被測器材和測量儀器之間,於是器材中頻雜訊的影響就會被該網路「放大」,換言之,對聽感影響最大的中頻雜訊被賦予了更高的權重,此時測得的信噪比就叫計權信噪比,它可以更真實地反映人的主觀聽感。
根據所使用的計權網不同,分別稱為 A 聲級、 B 聲級和 C 聲級,單位記作 dB(A) 、 dB(B) 和 dB(C) 。 A 計權聲級是模擬人耳對 55dB 以下低強度雜訊的頻率特性, B 計權聲級是模擬 55dB 到 85dB 的中等強度雜訊的頻率特性, C 計權聲級是模擬高強度雜訊的頻率特性。三者的主要差別是對雜訊低頻成分的衰減程度, A 衰減最多, B 次之, C 最少。 A 計權聲級由於其特性曲線接近於人耳的聽感特性,因此是目前世界上雜訊測量中應用最廣泛的一種 , 許多與雜訊有關的國家規范都是按 A 聲級作為指標的,但由於A計權所依據的燈響曲線經過多次修正後發生了很大的變化,A計權的地位也正逐漸下降,目前比較流行的計權標准包括NR,NC燈標准。
4 )檢波器和顯示器
檢波器作用是把迅速變化的電壓信號轉變成變化較慢的直流電壓信號。這個直流電壓的大小要正比於輸入信號的大小。根據測量的需要,檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器和均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出一定時間間隔中的最大值,平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對平均值。脈沖聲需要測量它的峰值外,在多數的雜訊測量中均是採用均方根值檢波器。
均方根值檢波器能對交流信號進行平方、平均和開方,得出電壓的均方根值,最後將均方根電壓信號輸送到指示表頭。目前,測量雜訊用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
(1) 「慢」。顯示器時間常數為 1000 ms ,—般用於測量穩態雜訊,測得的數值為有效值。
(2) 」快」。顯示器時間常數為 125ms ,一般用於測量波動較大的不穩態雜訊和交通運輸雜訊等。快檔接近人耳對聲音的反應。
(3) 「脈沖或脈沖保持」。顯示上升時間為 35ms ,用於測量持續時間較長的脈沖雜訊,如沖床、按錘等,測得的數值為最大有效值。
(4) 「峰值保持」。顯示上升時間小於 20ms .用於測量持續時間很短的脈沖聲,如槍、炮和爆炸聲,測得的數值是峰值.即最大值。
聲級計的分類
根據分貝儀整機靈敏度區分,分貝儀分類有兩類方法:一類是普通分貝儀,它對傳聲器要求不太高。動態范圍和頻響平直范圍較狹,一般不配置帶通濾波器相聯用;另一類是精密分貝儀,其傳聲器要求頻響寬,靈敏度高,長期穩定性好,且能與各種帶通濾波器配合使用,放大器輸出可直接和電平記錄器、錄音機相聯接,可將雜訊訊號顯示或貯存起來。如將精密聲級計的傳聲器取下,換以輸入轉換器並接加速度計就成為振動計可作振動測量。
近年來又有人將分貝儀分為四類,即0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4分貝、±0.7分貝、±1.0分貝和±1.5分貝。
分貝儀是雜訊測量中最基本的儀器。分貝儀一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計權網路以及有效值顯示器等組成。聲級計的工作原理是:由傳聲器將聲音轉換成電信號,再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權網路,對信號進行頻率計權(或外接濾波器),然後再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值,送到有效值檢波器(或外按電平記錄儀),在顯示器上給出雜訊聲級的數值。
分貝儀中的頻率計權網路有A、B、C三種標准計權網路。A網路是模擬人耳對等響曲線中40方純音的響應,它的曲線形狀與340方的等響曲線相反,從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網路是模擬人耳對70方純音的響應,它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網路是模擬人耳對100方純音的響應,在整個聲頻范圍內有近乎平直的響應。 分貝儀經過頻率計權網路測得的聲壓級稱為聲級,根據所使用的計權網不同,分別稱為A聲級、B聲級和C聲級,單位記作dB(A)、dB(B)和dB(C)。
❸ 聲級計的構造、工作原理以及使用方法
聲級計是一種能把工業雜訊、生活雜訊和交通雜訊等,按人耳聽覺特性近似地測定其雜訊級的儀器。雜訊級是指用聲級計測得的並經過聽感修正的聲壓級( dB)或響度級(phon)。根據聲級計在標准條件下測量1000Hz純音所表現的精度,60年代國際上把聲級計分為兩類,一類叫精密聲級計,一類叫普通。我國也採用這種方法。 70年代以來,有些國家推出四類分法,即分為0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4dB、±0.7dB、±1.0dB和±1.5dB。根據聲級計所用電源不同,還可分為交流式和用干電池的直流式聲級計兩類,後者也可以成為攜帶型。攜帶型具有體積小、質量輕和現場使用方便等優點。
一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權網路、檢波器、指示表頭和電源等組成。
(1)傳聲器 它是把聲壓信號轉變為電壓信號的裝置,也稱為話筒,是的感測器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式等多種形式。
動圈式感測器由振動膜片、可動線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。震動膜片受到聲波壓力以後開始振動,並帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內振動,以產生感應電流。該電流根據振動膜片受的聲波壓力的大小而變化。聲壓越大,產生的電流就越大;聲壓越小,產生的電流也越小。
電容式感測器主要由金屬膜片和靠的很近的金屬電極組成,實質上是一個平板電容。金屬膜片與金屬電極構成了平板電容的兩個極板。當膜片受到聲壓作用時,膜片發生變形,使兩個極板之間的距離發生了變化,電容量也發生變化,從而產生交變電壓,其波形在傳聲器線性范圍內與聲壓級形成比例,實現了將聲壓信號轉變為電壓信號的作用。
電容式傳聲器是聲學測量中比較理想的傳聲器,具有動態范圍大、頻率響應平直、靈敏度高和在一般測量環境中穩定性好等優點,因而應用廣泛。由於電容式感測器輸出阻抗很高,因此需要通過前置放大器進行阻抗變換,前置放大器裝在聲級計內部靠近安裝電容式感測器的部位。
(2)放大器和衰減器 目前流行的許多國產與進口的在放大電路中都採用兩級放大器,即輸入放大器和輸出放大器,其作用是將微弱的電信號放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號的衰減量的,以便使表頭指針指在適當的位置,其每一擋的衰減量為 10分貝。輸入放大器使用的衰減器調節范圍為測量底端(如0~70分貝),輸出放大器使用的衰減器調節范圍為測量高端(70~120分貝)。輸入和輸出兩個衰減器的刻度盤常做成不同顏色,目前以黑色與透明配對多。由於許多聲級計的高、底以 70分貝為界限,故在旋轉時要防止超過界限,以免損壞裝置。
(3)計權網路 為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號修正為與聽覺近似的網路,這種網路叫做計權網路。通過計權網路測得的聲壓級,已不再是客觀物理量的聲壓級(叫線性聲壓級),而是經過聽感修正的聲壓級,叫做計權聲級或雜訊級。
計權網路一般有A、B、C三種。A計權聲級是模擬人耳對55分貝以下低強度雜訊的頻率特性;B計權聲級是模擬55~85分貝的中等強度雜訊的頻率特性;C計權聲級是模擬高強度雜訊的特性。三者的區別是對雜訊低頻成分的衰減程度,A衰減最多,B次之,C最少。A計權聲級由於其特性曲線接近於人耳的聽感特性,因此是目前世界上雜訊測量中應用最廣泛的一種, B、C已逐漸不用。
從聲級計上得出的雜訊級讀數,必須註明測量條件。
(4)檢波器和指示表頭 為了使經過放大的信號通過表頭顯示出來,還需要有檢波器,以便把迅速變化的電壓信號轉變成變化較慢的直流電壓信號。這個直流電壓的大小要正比於輸入信號的大小。根據測量的需要,檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器黑均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出一定時間間隔的最大值,平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對平均值。除了像槍炮聲那樣的脈沖聲需要測量他的峰值外,在多數的測量中均採用方根值檢波器。
均方根值檢波器能對交流信號進行平方、平均和開方,得出電壓的均方根值,最後將均方根電壓信號輸送到指示表頭。指示表頭是一隻電表,只要對其刻度進行一定的標定,就可從表頭上直讀出雜訊級的分貝值聲級計表頭阻尼一般都有「快」和「慢」兩個擋。「快」擋的平均時間為 0.27s,很接近於人耳聽覺器官的生理平均時間;「慢」擋的平均時間為 1.05s。當對穩態雜訊進行測量或需要記錄聲級變化過程時,使用「快」擋比較合適;在被測雜訊的波動比較大時,使用「慢」擋比較合適。
為適應測量現場的需要聲級計一般都有三角支架,以便視需要將固定在三角支架上。
面板上一般還備有一些插孔這些插孔如果與攜帶型倍頻帶濾波器相連,可組成小型現場使用的簡易頻譜分析系統;如果與錄音機組合,則可以把現場雜訊錄制在磁帶上儲存下來,待以後再進行更詳細的研究;如果與示波器組合,則可觀察到聲壓變化的波形,並可用照相機將波形攝制下來;還可以把分析儀、記錄儀等儀器與聲級計組合、配套使用,這要根據測試條件和測試要求而定.
❹ 雜訊測試儀的原理
雜訊計中的頻率計權網路有A、B、C三種標准計權網路。A網路是模擬人耳對等響曲線中40方純音的響應,它的雜訊計曲 線形狀與340方的等響曲線相反,從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網路是模擬人耳對70方純音的響應,它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網路是模擬人耳對100方純音的響應,在整個聲頻范圍內有近乎平直的響應。聲級計經過頻率計權網路測得的聲壓級稱為聲級,根據所使用的計權網不同,分別稱為A聲級、B聲級和C聲級,單位記作dB(A)、dB(B)和dB(C)。測量雜訊用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
1、「慢」。表頭時間常數為1000ms,―般用於測量穩態雜訊,測得的數值為有效值。
2、」快」。表頭時間常數為125ms,一般用於測量波動較大的不穩態雜訊和交通運輸雜訊等。快檔接近人耳對聲音的反應。
3、「脈沖或脈沖保持」。表針上升時間為35ms,用於測量持續時間較長的脈沖雜訊,如沖床、按錘等,測得的數值為最大有效值。
4、「峰值保持」。表針上升時間小於20ms。用於測量持續時間很短的脈沖聲,如槍、炮和爆炸聲,測得的數值是峰值.即最大值。
聲級計可以外接濾波器和記錄儀,對雜訊做頻譜分析。國產的ND2型豪納特精密聲級計內裝了一個倍頻頁程濾波器,便於攜帶到現場和作頻譜分析。聲級計按精度可分為精密聲級計和普通聲級計。精密聲級計的測量誤差約為土1dB,普通聲級計約為土3dB。聲級計按用途可分為兩類:一類用於測量穩態雜訊,一類則用於測量不穩態雜訊和脈沖雜訊。積分式聲級計是用來測量一段時間內不穩態雜訊的等效聲級的。雜訊劑量計也是一種積分式聲級計,主要用來測量雜訊暴露量。脈沖式聲級計是用於測量脈沖雜訊的,這種聲級計符合人耳對脈沖聲的響應及人耳對脈沖聲反應的平均時間。
❺ 基於單片機和protues模擬軟體的環境雜訊測量儀,要有軟體模擬結果,附完整電路圖和程序,
模電、數電一般用Multisim,當然也可以用protues ewb 軟體是最普通的 .MultiSIM7還具有I-V分析儀(相當於真實環境中的晶體管特性圖示儀)和Agilent
❻ 汽車雜訊的檢測方法
國家標准GB1496--79《機動車輛雜訊測量方法》,適用於各種類型的汽車、摩托車、輪式拖拉機等機動車輛的車外和車內雜訊測量。標准規定使用的測量儀器有精密聲級計或普通聲級計和發動機轉速表,聲級計誤差不超過±2dB,並要求在測量前後,儀器應按規定進行校準。
1)儀器的檢查和校準
(1)在未接通電源時,先檢查儀表指針是否在機械零點上,若不在零點,可用零點調整螺釘使指針與零點重合。
(2)檢查電池容量。把聲級計功能開關對准「電池」,衰減器任意,此時電表指針應達到額定紅線,否則讀數不準.打開後蓋便可更換電池。
(3)打開電源開關,預熱儀器l0min。
(4)對儀器進行校準。每次測量前或使用一段時間後,必須對儀器的電路和傳聲器進行校準。聲級計上一般都配有電路校準的「參考」位置,可校驗放大器的工作是否正常。如不正常,應調節微調電位器。電路校準後,再利用已知靈敏度的標准傳聲器對聲級計上的傳聲器選行對比校準。常用的標准傳聲器有聲級校準器和活塞式發聲器,它們的內部都有一個可發出恆定頻率、恆定聲級的機械裝置,因而很容易對比出被檢傳聲器的靈敏度。聲級校準器產生的聲壓級為94dB,頻率為1000Hz;活塞式發聲器產生的聲壓級為124dB,頻率為250Hz。TOP
(5)將聲級計的功能開關對准「線性」、「快」檔,由於一般辦公室內的環境雜訊約為4O-60dB,因此聲級計上應有相應的示值。變換衰減器刻度盤,表頭示值應相應變化10dB左右。
(6)檢查計權網路。按以上步驟,將「線性」位置依次變為「C」、「B」、「A」。由於室內環境雜訊多為低頻成分,故經頻率計權後的雜訊級示值將低於線性值,而且應依次遞減。
(7)考查「快」、「慢」檔。將衰減器刻度盤調至高dB值處(例如90dB),操作人員發聲,並注意觀察「快」檔時的指針擺動能否跟上發音速度,「慢」檔時的指針擺動是否明顯遲緩。這是「快」、「慢」兩檔所要求的表頭阻尼程度的基本特徵。
(8)經過上述檢查和校準後,聲級計便可投入使用。在不知道被測聲級多大時,必須把衰減器刻度盤預先放在最大衰減位置(即120dB),然後在實測中再逐步旋至被測聲級所需要的衰減檔。
2)車外雜訊測量方法
(1)測量條件:
①測量場地應平坦而空曠,在測試中心以25m為半徑的范圍內,不應有大的反射物,如建築物、圍牆等。
②測試場地跑道應有2Om以上的平直、乾燥的瀝青路面或混凝土路面,路面坡度不超過0.5%。
③本底雜訊(包括風雜訊)應比所測車輛雜訊至少低10dB,並保證測量不被偶然的其他聲源所干擾。本底雜訊是指測量對象雜訊不存在時,周圍環境的雜訊。
④為避免風雜訊干擾,可採用防風罩,但應注意防風罩對聲級計靈敏度的影響。TOP
⑤聲級計附近除測量者外,不應有其他人員,如不可缺少時,則必須在測量者背後。測量人員的身體離聲級計也應盡量遠些,以免影響測量的准確性。
⑥被測車輛不載重。測量時發動機應處於正常使用溫度。車輛帶有其他輔助設備亦是雜訊源,測量時是否開動,應按正常使用情況而定。
(2)測量場地及測點位置:
①測量場地示意圖如圖 4所示。
②聲級計傳聲器位於2Om跑道中心點0兩側,各距中線7.5m,距地面高度1.2m,用三角架固定。傳聲器平行於路面,其軸線垂直於車輛行駛方向。
(3)加速行駛車外雜訊測量方法:
①車輛須按下列規定條件穩定地到達始端線:
行駛檔位:前進檔位為4檔以上的車輛用第3檔,前進檔位為4檔或4檔以下的用第2檔。
發動機轉速為其標定轉速的3/4。如果此時車速超過了5OKm/h,那麼車輛應以50km/h的車速穩定地到達始端線。
對於自動換擋的車輛,使用在試驗區間加速最快的檔位。
輔助變速裝置不應使用。
在無轉速表時,可以控制車速進入測量區:以所定檔位相當於3/4標定轉速的車速穩定地到達始端線。
②從車輛前端到達始端線開始,立即將加速踏板踩到底或節氣門全開,直線加速行駛,當車輛後端到達終端線時,立即停止加速,車輛後端不包括拖車以及和拖車聯結的部分。TOP
本測量要求被測車輛在後半區域發動機達到標定轉速。如果車輛達不到這個要求,可延長OC距離為15m。如仍達不到這個要求,車輛使用檔位要降低一檔。如果車輛在後半區域超過標定轉速,可適當降低到達始端線的轉速。
③聲級計用「A」計權網路、「快」檔進行測量,讀取車輛駛過時的聲級計表頭最大讀數。
④同樣的測量往返進行一次。車輛同側兩次測量結果之差,不應大於2dB,並把測量結果記入規定的表格中。取每側二次聲級的平均位中最大值作為被測車輛的最大雜訊級。若只用一個聲級計測量,同樣的測量應進行四次,即每側測量兩次。
(4)勻速行駛車外雜訊測量方法:
①車輛用常用檔位,加速踏板保持穩定,以5OKm/h的車速勻速通過測量區域。
②聲級計用「A」計權網路、「快」檔進行測量,讀取車輛駛過時聲級計表頭的最大讀數。
③同樣的測量往返進行一次,車輛同側兩次測量結果之差,不應大於2dB,並把測量結果記入規定的表格中。若只用一個聲級計測量,同樣的測量應進行四次,均每側測量兩次。TOP
3)車內雜訊測量方法
(1)車內雜訊測量條件:
①測量跑道應有足夠試驗需要的長度,應是平直、乾燥的瀝青路面或混凝土路面。
②測量時風速(指相對於地面)應不大於3m/s。
③測量時車輛門窗應關閉。車內帶有其他輔助設備是雜訊源,測量時是否開動,應按正常使用情況而定。
④車內本底雜訊比所測車內雜訊至少低1OdB,並保證測量不被偶然的其他聲源所干擾。
⑤車內除駕駛員和測量人員外,不應有其他人員。
(2)車內雜訊測點位置:
①車內雜訊測量通常在人耳附近布置測點,傳聲器朝車輛前進方向。
②駕駛室車內雜訊測點位置如圖 5所示。
⑥載客車室內雜訊測點可選在車廂中部及最後排座的中間位置。
(3)測量方法:
①車輛以常用檔位、5Okm/h以上不同車速勻速行駛,分別進行測量。
②用聲級計「慢」襠測量A、C計權聲級,分別讀取表頭指針最大讀數的平均值,測量結果記於規定的表格中。
③做車內雜訊頻譜分析時,應包括中心頻率為31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000Hz的倍頻帶。
❼ 噪音測量方法(沒有儀器)
聲級計 聲級計 ( Sound Level Met)
聲級計是最基本的雜訊測量儀器,它是一種電子儀器,但又不同於電壓表等客觀電子儀表。在把聲信號轉換成電信號時,可以模擬人耳對聲波反應速度的時間特性;對高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時改變頻率特性的強度特性。 因此,聲級計是一種主觀性的電子儀器。
聲級計的工作原理是:由傳聲器將聲音轉換成電信號,再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權網路,對信號進行頻率計權 ( 或外接濾波器 ) ,然後再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值,送到有效值檢波器 ( 或外按電平記錄儀 ) ,在指示表頭上給出雜訊聲級的數值。
1 )傳聲器是把聲壓信號轉變為電壓信號的裝置,也稱之為話筒,它是聲級計的感測器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式數種。
1.1 動圈式傳聲器由振動膜片、可動線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。振動膜片受到聲波壓力以後開始振動,並帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內振動以產生感應電流。該電流根據振動膜片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大,產生的電流就越大,聲壓越小,產生的電流也越小。
1.2電容式傳聲器主要由金屬膜片和靠得很近的金屬電極組成,實質上是一個平板電容。金屬膜片與金屬電極構成了平板電容的兩個極板,當膜片受到聲壓作用時,膜片便發生變形,使兩個極板之間的距離發生了變化,於是改變了電容量,位測量電路中的電壓也發生了變化,實現了將聲壓信號轉變為電壓信號的作用。電容式傳聲器是聲學測量中比較理想的傳聲器,具有動態范圍大、頻率響應平直、靈敏度高和在一般測量環境下穩定性好等優點,因而應用廣泛。由於電容式傳聲器輸出阻抗很高,因而需要通過前置放大器進行阻抗變換,前置放大器裝在聲級計內部靠近安裝電容式傳聲器的部位。
2 )放大器
一般採用兩級放大器,即輸入放大器和輸出放大器,其作用是將微弱的電信號放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號衰減量的,以便使表頭指針指在適當的位置。輸入放大器使用的哀減器調節范圍為測量低端,輸出放大器使用的衰減器調節范圍為測量高端。許多聲級計的高低端以 70dB 為界限。
3 )計權網路
為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性,在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性,把電信號修正為與聽感近似值的網路,這種網路叫作計權網路。通過計權網路測得的聲壓級,已不再是客觀物理量的聲壓級(叫線性聲壓級),而是經過聽感修正的聲壓級,叫作計權聲級或雜訊級。
計權(又叫加權)參數是在對頻響曲線進行了一些加權處理後測得的參數,以區別於平直頻響狀態下的不計權參數。例如信噪比,按照定義,我們在額定的信號電平下測出雜訊電平(可以是功率,也可以是電壓、電流),額定電平與雜訊電平之比就是信噪比,如果是分貝值,則計算二者之差。這是不計權信噪比。不過,由於人耳對各頻段雜訊的感知能力是不一樣的,對 3kHz 左右的中頻最靈敏,對低頻和高頻則差一些,因此不計權信噪比未必與人耳對雜訊大小的主觀感覺能很好的吻哈。
如何將測量值與主觀聽感統一起來呢?於是就有了均衡網路,或者叫加權網路,對低頻和高頻都加以適度的衰減,這樣中頻便更突出。把這種加權網路接在被測器材和測量儀器之間,於是器材中頻雜訊的影響就會被該網路「放大」,換言之,對聽感影響最大的中頻雜訊被賦予了更高的權重,此時測得的信噪比就叫計權信噪比,它可以更真實地反映人的主觀聽感。
根據所使用的計權網不同,分別稱為 A 聲級、 B 聲級和 C 聲級,單位記作 dB(A) 、 dB(B) 和 dB(C) 。 A 計權聲級是模擬人耳對 55dB 以下低強度雜訊的頻率特性, B 計權聲級是模擬 55dB 到 85dB 的中等強度雜訊的頻率特性, C 計權聲級是模擬高強度雜訊的頻率特性。三者的主要差別是對雜訊低頻成分的衰減程度, A 衰減最多, B 次之, C 最少。 A 計權聲級由於其特性曲線接近於人耳的聽感特性,因此是目前世界上雜訊測量中應用最廣泛的一種 , 許多與雜訊有關的國家規范都是按 A 聲級作為指標的,但由於A計權所依據的燈響曲線經過多次修正後發生了很大的變化,A計權的地位也正逐漸下降,目前比較流行的計權標准包括NR,NC燈標准。
4 )檢波器和指示表頭
檢波器作用是把迅速變化的電壓信號轉變成變化較慢的直流電壓信號。這個直流電壓的大小要正比於輸入信號的大小。根據測量的需要,檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器和均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出一定時間間隔中的最大值,平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對平均值。脈沖聲需要測量它的峰值外,在多數的雜訊測量中均是採用均方根值檢波器。
均方根值檢波器能對交流信號進行平方、平均和開方,得出電壓的均方根值,最後將均方根電壓信號輸送到指示表頭。目前,測量雜訊用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
(1) 「慢」。表頭時間常數為 1000 ms ,—般用於測量穩態雜訊,測得的數值為有效值。
(2) 」快」。表頭時間常數為 125ms ,一般用於測量波動較大的不穩態雜訊和交通運輸雜訊等。快檔接近人耳對聲音的反應。
(3) 「脈沖或脈沖保持」。表針上升時間為 35ms ,用於測量持續時間較長的脈沖雜訊,如沖床、按錘等,測得的數值為最大有效值。
(4) 「峰值保持」。表針上升時間小於 20ms .用於測量持續時間很短的脈沖聲,如槍、炮和爆炸聲,測得的數值是峰值.即最大值。
聲級計的分類
根據聲級計整機靈敏度區分,聲級計分類有兩類方法:一類是普通聲級計,它對傳聲器要求不太高。動態范圍和頻響平直范圍較狹,一般不配置帶通濾波器相聯用;另一類是精密聲級計,其傳聲器要求頻響寬,靈敏度高,長期穩定性好,且能與各種帶通濾波器配合使用,放大器輸出可直接和電平記錄器、錄音機相聯接,可將雜訊訊號顯示或貯存起來。如將精密聲級計的傳聲器取下,換以輸入轉換器並接加速度計就成為振動計可作振動測量。
近年來又有人將聲級計分為四類,即0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4分貝、±0.7分貝、±1.0分貝和±1.5分貝。
聲級計是雜訊測量中最基本的儀器。聲級計一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計權網路以及有效值指示表頭等組成。聲級計的工作原理是:由傳聲器將聲音轉換成電信號,再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權網路,對信號進行頻率計權(或外接濾波器),然後再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值,送到有效值檢波器(或外按電平記錄儀),在指示表頭上給出雜訊聲級的數值。
聲級計中的頻率計權網路有A、B、C三種標准計權網路。A網路是模擬人耳對等響曲線中40方純音的響應,它的曲線形狀與340方的等響曲線相反,從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網路是模擬人耳對70方純音的響應,它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網路是模擬人耳對100方純音的響應,在整個聲頻范圍內有近乎平直的響應。 聲級計經過頻率計權網路測得的聲壓級稱為聲級,根據所使用的計權網不同,分別稱為A聲級、B聲級和C聲級,單位記作dB(A)、dB(B)和dB(C)。
目前,測量雜訊用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
(1)「慢」。表頭時間常數為1000 ms,—般用於測量穩態雜訊,測 得的數值為有效值。
(2)」快」。表頭時間常數為125ms,一般用於測量波動較大的不穩態雜訊和交通運輸雜訊等。快檔接近人耳對聲音的反應。
(3)「脈沖或脈沖保持」。表針上升時間為35ms,用於測量持續時間較長的脈沖雜訊,如沖床、按錘等,測得的數值為最大有效值。
(4)「峰值保持」。表針上升時間小於20ms.用於測量持續時間很短的脈沖聲,如槍、炮和爆炸聲,測得的數值是峰值.即最大值。
聲級計可以外接濾波器和記錄儀,對雜訊做頻譜分析。國產的ND2型精密聲級計內裝了一個倍頻頁程濾波器,便於攜帶到現場和作頻譜分析。
聲級計按精度可分為精密聲級計和普通聲級計。精密聲級計的測量誤差約為土1dB,普通聲級計約為土3dB。聲級計按用途可分為兩類:一類用於測量穩態雜訊,一類則用於測量不穩態雜訊和脈沖雜訊。
積分式聲級計是用來測量一段時間內不穩態雜訊的等效聲級的。雜訊劑量計也是一種積分式聲級計,主要用來測量雜訊暴露量。
脈沖式聲級計是用於測量脈沖雜訊的,這種聲級計符合人耳對脈沖聲的響應及人耳對脈沖聲反應的平均時間。
聲級計又叫雜訊計,是一種用於測量聲音的聲壓級或聲級的儀器,是聲學測量中最基本而又最常用的儀器,隨著國民經濟的發展和人們物質文化生活水平的提高,雜訊普查和環境保護工作全面開展,機器製造行業已把雜訊作為產品的重要質量指標之一,禮堂和體育館等建築物不僅僅要求造型美觀,也追求音響效果,這些都使得聲級計的應用越來越廣泛。現在它不僅應用在聲學和電聲學測量中,而且已經廣 泛應用於機器製造、建築設計、交通運輸、環境保護、醫療 衛生以及國防工程等各個領域,成為幾乎所有部門都必須具備的聲學測量儀器。
聲級計使用正確與否,直接影響到測量結果的准確性。因此,有必要介紹一下聲級計的使用。
1、聲級計使用環境的選擇:選擇有代表性的測試地點,聲級計要離開地面,離開牆壁,以減少地面和牆壁的反射聲的附加影響。
2、天氣條件要求在無雨無雪的時間,聲級計應保持傳聲器膜片清潔,風力在三級以上必須加風罩(以避免風雜訊干擾),五級以上大風應停止測量。
3、打開聲級計攜帶箱,取出聲級計,套上感測器。
4、將聲級計置於A狀態,檢測電池,然後校準聲級計。
5、對照表(一般常見的環境聲級大小參考),調節測量的量程。
6、下面就可以使用快(測量聲壓級變化較大的環境的瞬時值)、慢(測量聲壓級變化不大的環境中的平均值)、脈沖(測量脈沖聲源)、濾波器(測量指定頻段的聲級)各種功能進行測量。
7、根據需要記錄數據,同時也可以連接列印機或者其它電腦終端進行自動採集。整理器材並放回指定地方
❽ 正在做一個單片機雜訊計,用咪頭(駐極體話筒)做輸入端,請問後面的電路怎麼設計
理應來說,做為儀表,應該用儀用運放,因為它的線性度比較好,但是,傳統儀表對這樣的器件要求可能更高一些,你用的是單片機,所以,很大程度上可以用軟體解決。儀用運放需要的電壓一般較高,像OP07,不太適合在單5V上使用,而且它也很貴。從成本上來說,LM358比較合適,另外,358最低支持在2V的電壓下工作,或者正負1V,5V可以用虛地做一個中點當成正負2.5V來使用,也可以直接使用單5V為358供電,所以用它是首選。
接下來就是線性度的問題了,由於駐極體話筒本身還有運放本身對不同頻率的響應不同,而且對聲壓的反應也不同,還有你的電路本身接法也會影響頻響和強度變化情況,最重要的是,不要放大過頭,防止大信號消頂失真。可以的話要多設置幾個增益檔位,配合軟體實現自動量程功能。
在軟體處理時,可以使用基準強度的聲源進行校正,最後把校正表存在程序里,通過軟體來糾正由於元件和電路帶來的整體線性度問題。這樣一來,每個部分帶來的線性度問題就全都被解決了。
剛才提到頻響的問題,所以糾正的時候不要忘了對不同頻率的信號做不同的糾正。這點大概用ADC0809有點困難,因為它的采樣率一般,如果做頻率分析有點困難,當然一定范圍內還是可用的,可以使用FFT演算法來分析。定時法容易因為信號復雜而無法得到准確的中心頻率。
所以總的來說,電路不是難題,難的是軟體部分。
❾ 雜訊計的雜訊計-特點
①能測量波形復雜的雜訊,並顯示其均方根值,即按平方律檢波;
②因人耳對歷時短於200毫秒的聲音,不能全部感受,故對200±50毫秒的800赫信號應與相等幅度的連續的800赫信號產生同樣的指示;若信號歷時更短,則電表指示較小;
③為模擬人耳收聽電話或廣播的狀況,備有電話和廣播兩種衡重(加權)網路,根據需要來選用。經過衡重的雜訊如以電平或功率表示時,應按所用的網路,電話標明「P」,廣播標明「ps」,以資區別,如dBm0p,dBm0ps等;
④它在不接入衡重網路時,也能測量20赫到20千赫的寬頻雜訊,以供電話電路開通數據、電報、傳真時使用。
❿ 求噪音計(分貝儀)的原理說明和原理圖
純電路的話,用一塊放大器加一個麥克,然後和一個模擬電壓表就行了,然後要和一個標準的分貝儀進行校對
單片機用C51需要一個A/D轉化,先吧麥克採集的信號放大後送到A/D中,然後用單片機進行取值和顯示
個人認為純電路的要簡單些呵呵,以上是個思路,你還要進行計算和調整