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聲級(jí)計(jì)的構(gòu)造、工作原理以及使用方法

閱讀:2428      發(fā)布時(shí)間:2021-8-17
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聲計(jì)是種能把工業(yè)噪聲、生活噪聲和交通噪聲等,按人耳聽(tīng)覺(jué)性近似地測(cè)定其噪聲的儀器。噪聲是指用聲計(jì)測(cè)得的并經(jīng)過(guò)聽(tīng)感修正的聲壓( dB)或響度(phon)。根據(jù)聲計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量1000Hz純音所表現(xiàn)的精度,60年代際上把聲計(jì)分為兩類(lèi),類(lèi)叫精密聲計(jì),類(lèi)叫普通。我也采用這種方法。 70年代以來(lái),有些家推出四類(lèi)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)聲計(jì)所用電源不同,還可分為交流式和用干電池的直流式聲計(jì)兩類(lèi),后者也可以成為便攜式。便攜式具有體積小、質(zhì)量輕和現(xiàn)場(chǎng)使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 般由傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等組成。 (1)傳聲器 它是把聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的裝置,也稱(chēng)為話(huà)筒,是的傳感器。常見(jiàn)的傳聲器有晶體式、駐體式、動(dòng)圈式和電容式等多種形式。 動(dòng)圈式傳感器由振動(dòng)膜片、可動(dòng)線(xiàn)圈、磁鐵和變壓器等組成。震動(dòng)膜片受到聲波壓力以后開(kāi)始振動(dòng),并帶動(dòng)著和它裝在起的可動(dòng)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)內(nèi)振動(dòng),以產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流根據(jù)振動(dòng)膜片受的聲波壓力的大小而變化。聲壓越大,產(chǎn)生的電流就越大;聲壓越小,產(chǎn)生的電流也越小。 電容式傳感器主要由金屬膜片和靠的很近的金屬電組成,實(shí)質(zhì)上是個(gè)平板電容。金屬膜片與金屬電構(gòu)成了平板電容的兩個(gè)板。當(dāng)膜片受到聲壓作用時(shí),膜片發(fā)生變形,使兩個(gè)板之間的距離發(fā)生了變化,電容量也發(fā)生變化,從而產(chǎn)生交變電壓,其波形在傳聲器線(xiàn)性范圍內(nèi)與聲壓形成比例,實(shí)現(xiàn)了將聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的作用。 電容式傳聲器是聲學(xué)測(cè)量中理想的傳聲器,具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度和在般測(cè)量環(huán)境中穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),因而應(yīng)用廣泛。由于電容式傳感器輸出阻抗很,因此需要通過(guò)前置放大器行阻抗變換,前置放大器裝在聲計(jì)內(nèi)部靠近安裝電容式傳感器的部位。 (2)放大器和衰減器 目前流行的許多產(chǎn)與口的在放大電路中都采用兩放大器,即輸入放大器和輸出放大器,其作用是將微弱的電信號(hào)放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來(lái)改變輸入信號(hào)的衰減量和輸出信號(hào)的衰減量的,以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?,其每擋的衰減量為 10分貝。輸入放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量底端(如0~70分貝),輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量端(70~120分貝)。輸入和輸出兩個(gè)衰減器的刻度盤(pán)常做成不同顏色,目前以黑色與透明配對(duì)多。由于許多聲計(jì)的、底以 70分貝為界限,故在旋轉(zhuǎn)時(shí)要防止過(guò)界限,以免損壞裝置。 (3)計(jì)網(wǎng)絡(luò) 為了模擬人耳聽(tīng)覺(jué)在不同頻率有不同的靈敏性,在內(nèi)設(shè)有種能夠模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)性,把電信號(hào)修正為與聽(tīng)覺(jué)近似的網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)叫做計(jì)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)計(jì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓,已不再是客觀物理量的聲壓(叫線(xiàn)性聲壓),而是經(jīng)過(guò)聽(tīng)感修正的聲壓,叫做計(jì)聲或噪聲。 計(jì)網(wǎng)絡(luò)般有A、B、C三種。A計(jì)聲是模擬人耳對(duì)55分貝以下低強(qiáng)度噪聲的頻率性;B計(jì)聲是模擬55~85分貝的中等強(qiáng)度噪聲的頻率性;C計(jì)聲是模擬強(qiáng)度噪聲的性。三者的區(qū)別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度,A衰減多,B次之,C少。A計(jì)聲由于其性曲線(xiàn)接近于人耳的聽(tīng)感性,因此是目前界上噪聲測(cè)量中應(yīng)用廣泛的種, B、C已逐漸不用。 從聲計(jì)上得出的噪聲讀數(shù),必須注明測(cè)量條件。 (4)檢波器和指示表頭 為了使經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)通過(guò)表頭顯示出來(lái),還需要有檢波器,以便把迅速變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號(hào)。這個(gè)直流電壓的大小要正比于輸入信號(hào)的大小。根據(jù)測(cè)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。峰值檢波器能給出定時(shí)間間隔的大值,平均值檢波器能在定時(shí)間間隔中測(cè)量其對(duì)平均值。脈沖聲需要測(cè)量他的峰值外,在多數(shù)的測(cè)量中均采用方根值檢波器。 均方根值檢波器能對(duì)交流信號(hào)行平方、平均和開(kāi)方,得出電壓的均方根值,后將均方根電壓信號(hào)輸送到指示表頭。指示表頭是只電表,只要對(duì)其刻度行定的標(biāo)定,就可從表頭上直讀出噪聲的分貝值聲計(jì)表頭阻尼般都有“快"和“慢"兩個(gè)擋?!翱?擋的平均時(shí)間為 0.27s,很接近于人耳聽(tīng)覺(jué)器官的生理平均時(shí)間;“慢"擋的平均時(shí)間為 1.05s。當(dāng)對(duì)穩(wěn)態(tài)噪聲行測(cè)量或需要記錄聲變化過(guò)程時(shí),使用“快"擋合適;在被測(cè)噪聲的波動(dòng)大時(shí),使用“慢"擋合適。 為適應(yīng)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的需要聲計(jì)般都有三角支架,以便視需要將固定在三角支架上。 面板上般還備有些插孔這些插孔如果與便攜式倍頻帶濾波器相連,可組成小型現(xiàn)場(chǎng)使用的簡(jiǎn)易頻譜分析系統(tǒng);如果與錄音機(jī)組合,則可以把現(xiàn)場(chǎng)噪聲錄制在磁帶上儲(chǔ)存下來(lái),待以后再行更詳細(xì)的研究;如果與示波器組合,則可觀察到聲壓變化的波形,并可用照相機(jī)將波形攝制下來(lái);還可以把分析儀、記錄儀等儀器與聲計(jì)組合、配套使用,這要根據(jù)測(cè)試條件和測(cè)試要求而定

  

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