聲級計是基本的噪聲測量儀器,這是一種主觀性的電子儀器,不同于電壓表等客觀電子儀表。能夠把聲信號轉換成電信號,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。
其工作原理就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絡,對信號進行頻率計權(或外接濾波器) ,然后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) ,在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。不過,不同類別的聲級計原理也會有一些不同。
根據(jù)聲級計整機靈敏度區(qū)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(tài)范圍和頻響平直范圍較狹,一般不配置帶通濾波器相聯(lián)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(wěn)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(lián)接,可將噪聲訊號顯示或貯存起來。如將精密聲級計的傳聲器取下,換以輸入轉換器并接加速度計就成為振動計可作振動測量。
而且不同的聲級計測量的方法也存在一定的不同,不過相同的是聲級計校準方法,就是測量前拿校準器套在聲級計上,得出一個值。值的范圍應當為94.0dB正負0.5dB,超出這個范圍則此次測量行為無效。
為保證測量的準確性,使用前及使用后要進行校準。將聲級校準器配合在傳聲器上,開啟校準電源,讀取數(shù)值,調節(jié)噪音計靈敏度電位器,完成校準。
測量時,儀器應根據(jù)情況選擇好正確檔位,兩手平握噪音計兩側,傳聲器指向被測聲源,也可使用延伸電纜和延伸桿,減少噪音計外型及人體對測量的影響。傳聲器的位置應根據(jù)有關規(guī)定確定。
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聲級計經過頻率計權網絡測得的聲壓級稱為聲級,根據(jù)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)。
測量噪聲用的聲級計,表頭響應按靈敏度可分為四種:
1、“慢”:表頭時間常數(shù)為1000ms,―般用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲,測得的數(shù)值為有效值。
2、”快”:表頭時間常數(shù)為125ms,一般用于測量波動較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運輸噪聲等??鞕n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,用于測量持續(xù)時間較長的脈沖噪聲,如沖床、按錘等,測得的數(shù)值為最大有效值。
4、“峰值保持”:表針上升時間小于20ms。用于測量持續(xù)時間很短的脈沖聲,如爆炸聲,測得的數(shù)值是峰值.即最大值。
聲級計是一種能把工業(yè)噪聲、生活噪聲和交通噪聲等,按人耳聽覺特性近似地測定其噪聲級的儀器。噪聲級是指用聲級計測得的并經過聽感修正的聲壓級(dB)或響度級(phon)。
根據(jù)聲級計在標準條件下測量1000Hz純音所表現(xiàn)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。我國也采用這種方法。
聲級計的工作原理
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絡,對信號進行頻率計權(或外接濾波器),然后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),在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。
傳聲器
傳聲器是把聲壓信號轉變?yōu)殡妷盒盘柕难b置,也稱之為話筒,它是聲級計的傳感器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式數(shù)種。
1.動圈式傳聲器由振動膜片、可動線圈、磁鐵和變壓器等組成
聲級計
振動膜片受到聲波壓力以后開始振動,并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(jù)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。
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(fā)生變形,使兩個極板之間的距離發(fā)生了變化,于是改變了電容量,位測量電路中的電壓也發(fā)生了變化,實現(xiàn)了將聲壓信號轉變?yōu)殡妷盒盘柕淖饔谩?/p>
電容式傳聲器是聲學測量中比較理想的傳聲器,具有動態(tài)范圍大、頻率響應平直、靈敏度高和在一般測量環(huán)境下穩(wěn)定性好等優(yōu)點,因而應用廣泛。
由于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。
放大器
一般采用兩級放大器,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?shù)奈恢谩?/p>
輸入放大器使用的哀減器調節(jié)范圍為測量低端,輸出放大器使用的衰減器調節(jié)范圍為測量高端。許多聲級計的高低端以70dB為界限。
計權網絡
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絡,這種網絡叫作計權網絡。
通過計權網絡測得的聲壓級,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,叫作計權聲級或噪聲級。
維修保養(yǎng)
⑴保持儀器的外部清潔;
⑵傳聲器不用時應干燥保存;
⑶傳聲器膜片應保持清潔,不得用手觸摸;
⑷儀器長期不用時,應每月通電2h,霉雨季節(jié)應每周通電2h;
⑸儀器使用完畢時應及時將電池取出;
⑹定期送計量部門檢定;
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(jù)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,后者也可以成為便攜式。便攜式具有體積小、質量輕和現(xiàn)場使用方便等優(yōu)點。