Structura sonometrului
Sonometrul este cel mai elementar instrument de măsurare a zgomotului. Este un instrument electronic, dar este diferit de instrumentele electronice obiective, cum ar fi voltmetrele. Când convertiți un semnal acustic într-un semnal electric, acesta poate simula caracteristicile de timp ale vitezei de răspuns a urechii umane la undele sonore; caracteristicile de frecvență ale diferitelor sensibilități la frecvențe înalte și joase și caracteristicile de intensitate ale modificării caracteristicilor de frecvență la diferite intensități. Sonometrul este un instrument electronic subiectiv
Structura sonometrului
Este compus din microfon, amplificator, atenuator, rețea de ponderare, detector, contor indicator și sursă de alimentare.
1. Microfon
Este un dispozitiv care convertește un semnal de presiune sonoră într-un semnal de tensiune, cunoscut și sub numele de microfon, și este un senzor excelent. Microfoanele comune sunt cu cristal, electret, bobină mobilă și condensator.
Senzorul cu bobină mobilă constă dintr-o diafragmă vibrantă, o bobină mobilă, un magnet permanent și un transformator. Diafragma vibrantă începe să vibreze după ce a fost supusă la presiunea undei sonore și antrenează bobina mobilă instalată cu ea să vibreze în câmpul magnetic pentru a genera un curent indus. Curentul variază în funcție de mărimea presiunii acustice asupra diafragmei vibrante. Cu cât presiunea sonoră este mai mare, cu atât este mai mare curentul generat; cu cât presiunea sonoră este mai mică, cu atât curentul generat este mai mic.
Senzorii capacitivi sunt alcătuiți în principal din diafragme metalice și electrozi metalici apropiați unul de celălalt, care este în esență un condensator plat. Diafragma metalică și electrozii metalici constituie cele două plăci ale condensatorului plat. Când diafragma este supusă presiunii sonore, diafragma se deformează, distanța dintre cele două plăci se modifică și capacitatea se modifică, de asemenea, generând o tensiune alternativă a cărei formă de undă se află în intervalul liniar al microfonului și nivelul presiunii sonore. realizează funcția de a converti semnalul de presiune sonoră într-un semnal de tensiune.
Microfonul cu condensator este un microfon ideal în măsurarea acustică. Are avantajele unui interval dinamic mare, răspuns în frecvență plat, sensibilitate ridicată și stabilitate bună în mediul general de măsurare, deci este utilizat pe scară largă. Deoarece impedanța de ieșire a senzorului capacitiv este foarte mare, este necesar să se efectueze transformarea impedanței prin preamplificator. Preamplificatorul este instalat în interiorul sonometrului aproape de partea în care este instalat senzorul capacitiv.
2. Amplificator și atenuator
Multe amplificatoare autohtone și importate care sunt populare în prezent folosesc amplificatoare în două trepte în circuitul de amplificare, și anume amplificatorul de intrare și amplificatorul de ieșire, iar funcția lor este de a amplifica semnale electrice slabe. Atenuatorul de intrare și atenuatorul de ieșire sunt utilizate pentru a modifica atenuarea semnalului de intrare și atenuarea semnalului de ieșire, astfel încât indicatorul capului de măsurare să indice poziția corespunzătoare, iar atenuarea fiecărei trepte este 1{{2 }} decibeli. Domeniul de reglare al atenuatorului utilizat de amplificatorul de intrare este capătul de jos al măsurării (cum ar fi 0~70 dB), iar domeniul de reglare al atenuatorului utilizat de amplificatorul de ieșire este capătul superior al măsurării (70~120). dB). Cadranele atenuatoarelor de intrare și de ieșire sunt adesea realizate din culori diferite, iar în prezent negrul și transparent sunt adesea împerecheate. Deoarece valorile ridicate și scăzute ale multor sonometre sunt limitate cu 70 de decibeli, este necesar să se prevină depășirea limitei la rotire, pentru a nu deteriora dispozitivul.
3. Rețeaua de ponderare
Pentru a simula diferitele sensibilități ale auzului uman la frecvențe diferite, există unul încorporat care poate simula caracteristicile auditive ale urechii umane și poate corecta semnalul electric la o rețea care este similară cu auzul. Această rețea se numește rețea de ponderare. Nivelul presiunii sonore măsurat prin rețeaua de ponderare nu mai este nivelul de presiune sonoră al mărimii fizice obiective (numit nivel liniar al presiunii sonore), ci nivelul presiunii sonore corectat de simțul auzului, numit nivel sonor ponderat sau nivel de zgomot.
În general, există trei tipuri de rețele de ponderare: A, B și C. Nivelul de sunet ponderat A este de a simula caracteristicile de frecvență ale urechii umane la zgomot de intensitate scăzută sub 55 de decibeli; nivelul sunetului ponderat B este de a simula caracteristicile frecvenței de 55-85 decibeli de zgomot de intensitate moderată; nivelul de sunet ponderat C este de a simula caracteristicile de frecvență ale caracteristicii de zgomot de mare intensitate. Diferența dintre cele trei este gradul de atenuare a componentelor de joasă frecvență ale zgomotului. A atenuează cel mai mult, urmat de B și C cel mai puțin. Nivelul de sunet ponderat A este cea mai utilizată măsurare a zgomotului din lume, deoarece curba sa caracteristică este apropiată de caracteristicile auditive ale urechii umane, iar B și C sunt utilizate treptat. Citirile nivelului de zgomot luate de la sonometre trebuie să indice condițiile de măsurare.
4. Geofon și cap indicator
Pentru a afișa semnalul amplificat prin contor, este necesar și un detector pentru a converti semnalul de tensiune care se schimbă rapid într-un semnal de tensiune CC cu schimbare mai lentă. Mărimea acestei tensiuni DC este proporțională cu mărimea semnalului de intrare. În funcție de nevoile de măsurare, detectorul poate fi împărțit în detector de vârf, detector mediu și detector RMS negru. Detectorul de vârf poate da valoarea maximă a unui anumit interval de timp, iar detectorul mediu poate măsura valoarea medie absolută a acestuia într-un anumit interval de timp. Detectoarele rădăcină pătrată sunt utilizate în majoritatea măsurătorilor, cu excepția sunetelor impulsive, cum ar fi focuri de armă, care necesită măsurători de vârf.
Detectorul de valoare rădăcină pătrată medie poate pătra, medie și rădăcină pătrată semnalul AC pentru a obține valoarea rădăcină pătrată medie a tensiunii și, în final, trimite semnalul de tensiune medie pătrată către capul indicatorului. Capul contorului indicator este un contor electric, atâta timp cât scara sa este calibrată, valoarea în decibeli a nivelului de zgomot poate fi citită direct din capul contorului. . Timpul mediu al angrenajului „rapid” este de 0,27s, ceea ce este foarte apropiat de timpul mediu fiziologic al organului auditiv uman; timpul mediu al treptei „lent” este de 1,05s. Când se măsoară zgomotul la starea de echilibru sau trebuie să înregistrați procesul de schimbare a nivelului de sunet, este mai potrivit să folosiți angrenajul „rapid”; atunci când fluctuația zgomotului măsurat este relativ mare, este mai potrivit să folosiți angrenajul „lent”.
