声级计
声级计是最基本的噪声测量仪器,它是一种电子仪器,但又不同于电压表等客观电子仪表。在把声信号转换成电信号时,可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性;对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。 因此,声级计是一种主观性的电子仪器。
中文名称:声级计
英文名称:(Sound Level Met)
2工作原理由传声器将声音转换成电信号,再由前置放大器变换阻抗,使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络,对信号进行频率计权(或外接滤波器) ,然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值,送到有效值检波器 (或外按电平记录仪) ,在指示表头上给出噪声声级的数值。传声器
传声器是把声压信号转变为电压信号的装置,也称之为话筒,它是声级计的传感器。常见的传声器有晶体式、驻极体式、动圈式和电容式数种。
1. 动圈式传声器由振动膜片、可动线圈、永久磁铁和变压器等组成
声级计
。振动膜片受到声波压力以后开始振动,并带动着和它装在一起的可动线圈在磁场内振动以产生感应电流。该电流根据振动膜片受到声波压力的大小而变化。声压越大,产生的电流就越大,声压越小,产生的电流也越小。
2.电容式传声器主要由金属膜片和靠得很近的金属电极组成,实质上是一个平板电容。金属膜片与金属电极构成了平板电容的两个极板,当膜片受到声压作用时,膜片便发生变形,使两个极板之间的距离发生了变化,于是改变了电容量,位测量电路中的电压也发生了变化,实现了将声压信号转变为电压信号的作用。电容式传声器是声学测量中比较理想的传声器,具有动态范围大、频率响应平直、灵敏度高和在一般测量环境下稳定性好等优点,因而应用广泛。由于电容式传声器输出阻抗很高,因而需要通过前置放大器进行阻抗变换,前置放大器装在声级计内部靠近安装电容式传声器的部位。
放大器
一般采用两级放大器,即输入放大器和输出放大器,其作用是将微弱的电信号放大。输入衰减器和输出衰减器是用来改变输入信号的衰减量和输出信号衰减量的,以便使表头指针指在适当的位置。输入放大器使用的哀减器调节范围为测量低端,输出放大器使用的衰减器调节范围为测量高端。许多声级计的高低端以 70dB 为界限。
计权网络
为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性,在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性,把电信号修正为与听感近似值的网络,这种网络叫作计权网络。通过计权网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压级(叫线性声压级),而是经过听感修正的声压级,叫作计权声级或噪声级。
计权(又叫加权)参数是在对频响曲线进行了一些加权处理后测得的参数,以区别于平直频响状态下的不计权参数。例如信噪比,按照定义,我们在额定的信号电平下测出噪声电平(可以是功率,也可以是电压、电流),额定电平与噪声电平之比就是信噪比,如果是分贝值,则计算二者之差。这是不计权信噪比。不过,由于人耳对各频段噪声的感知能力是不一样的,对 3kHz 左右的中频较为灵敏,对低频和高频则差一些,因此不计权信噪比未必与人耳对噪声大小的主观感觉能很好的吻哈。
如何将测量值与主观听感统一起来呢?于是就有了均衡网络,或者叫加权网络,对低频和高频都加以适度的衰减,这样中频便更突出。把这种加权网络接在被测器材和测量仪器之间,于是器材中频噪声的影响就会被该网络“放大”,换言之,对听感影响最大的中频噪声被赋予了更高的权重,此时测得的信噪比就叫计权信噪比,它可以更真实地反映人的主观听感。
根据所使用的计权网不同,分别称为 A 声级、 B 声级和 C 声级,
声级计是基本的噪声测量仪器,它是一种电子仪器,但又不同于电压表等客观电子仪表。在把声信号转换成电信号时,可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性;对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。 声级计是一种主观性的电子仪器。
声级计使用正确与否,直接影响到测量结果的准确性。因此,有必要介绍一下声级计的使用。
1、声级计使用环境的选择:选择有代表性的测试地点,声级计要离开地面,离开墙壁,以减少地面和墙壁的反射声的附加影响。
2、天气条件要求在无雨无雪的时间,声级计应保持传声器膜片清洁,风力在三级以上必须加风罩(以避免风噪声干扰),五级以上大风应停止测量。
3、打开声级计携带箱,取出声级计,套上传感器。
4、将声级计置于A状态,检测电池,然后校准声级计。
5、对照表(一般常见的环境声级大小参考),调节测量的量程。
6、下面就可以使用快(测量声压级变化较大的环境的瞬时值)、慢(测量声压级变化不大的环境中的平均值)、脉冲(测量脉冲声源)、滤波器(测量指定频段的声级)各种功能进行测量。
7、根据需要记录数据,同时也可以连接打印机或者其它电脑终端进行自动采集。整理器材并放回指定地方。
(1)保持仪器的外部清洁;
(2)传声器不用时应干燥保存;
(3)传声器膜片应保持清洁,不得用手触摸;
(4)仪器长期不用时,应每月通电2h,霉雨季节应每周通电2h;
(5)仪器使用完毕时应及时将电池取出;
(6)定期送计量部门检定。
声级计中的频率计权网络有A、B、C三种标准计权网络。A网络是模拟人耳对等响曲线中40方纯音的响应,它的曲线外形与340方的等响曲线相反,从而使电信号的中、低频段有较大的衰减。B网络是模拟人耳对70方纯音的响应,它使电信号的低频段有一定的衰减。C网络是模拟人耳对100方纯音的响应,在整个声频范围内有近乎平直的响应。
经过频率计权网络测得的声压级称为声级,根据所使用的计权网不同,分别称为A声级、B声级和C声级,单位记作dB(A)、dB(B)和dB(C)。
声级计分类
目前,丈量噪声用的声级计,表头响应按灵敏度可分为四种:
(1)“慢”。表头时间常数为1000ms,—般用于丈量稳态噪声,测得的数值为有效值。
(2)”快”。表头时间常数为125ms,一般用于丈量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。
(3)“脉冲或脉冲保持”。表针上升时间为35ms,用于丈量持续时间较长的脉冲噪声,如冲床、按锤等,测得的数值为最大有效值。
(4)“峰值保持”。表针上升时间小于20ms.用于丈量持续时间很短的脉冲声,如枪、炮和爆炸声,测得的数值是峰值.即最大值。
声级计可以外接滤波器和记录仪,对噪声做频谱分析。国产的HS5660A型精密声级计内装了一个倍频页程滤波器,便于携带到现场和作频谱分析。
声级计按精度可分为精密声级计和普通声级计。精密声级计的丈量误差约为土1dB,普通声级计约为土3dB。声级计按用途可分为两类:一类用于丈量稳态噪声,一类则用于丈量不稳态噪声和脉冲噪声。
积分式声级计是用来丈量一段时间内不稳态噪声的等效声级的。噪声剂量计也是一种积分式声级计,主要用来丈量噪声暴露量。
脉冲式声级计是用于丈量脉冲噪声的,这种声级计符合人耳对脉冲声的响应及人耳对脉冲声反应的均匀时间。
声级计的使用
1、声级计使用环境的选择:选择有代表性的测试地点,声级计要离开地面,离开墙壁,以减少地面和墙壁的反射声的附加影响。
2、天气条件要求在无雨无雪的时间,声级计应保持传声器膜片清洁,风力在三级以上必须加风罩(以避免风噪声干扰),五级以上大风应停止丈量。
3、打开声级计携带箱,取出声级计,套上传感器。
4、将声级计置于A状态,检测电池,然后校准声级计。
5、对照表(一般常见的环境声级大小参考),调节丈量的量程。
6、下面就可以使用快(丈量声压级变化较大的环境的瞬时值)、慢(丈量声压级变化不大的环境中的均匀值)、脉冲(丈量脉冲声源)、滤波器(丈量指定频段的声级)各种功能进行丈量。
7、根据需要记录数据,同时也可以连接打印机或者其它电脑终端进行自动采集。整理器材并放回指定地方。