設(shè)備診斷之噪音測(cè)定精

1、會(huì)計(jì)學(xué)1設(shè)備診斷之噪音測(cè)定精設(shè)備診斷之噪音測(cè)定精1.1. 聲聲音高低音高低 隨隨頻頻率率(frequency)(frequency)的的差差異異 鋼鋼琴琴琴琴鍵鍵低音和高音的差低音和高音的差異異2. 2. 聲聲音大小音大小 隨隨音音壓壓(sound pressure)(sound pressure)的差的差異異 同一同一鋼鋼琴琴琴琴鍵隨鍵隨敲敲擊擊力的力的差差異異3. 3. 音音色色( (音色音色) ) 波形波形隨時(shí)間變隨時(shí)間變化的差化的差異異 鋼鋼琴音和小提琴音的差琴音和小提琴音的差異異聲聲音音3 3要素要素音頻音頻的傳達(dá)的傳達(dá)音壓音壓Pa1 bar =100 000Pascal時(shí)間大氣壓大

2、氣壓和和音壓音壓(Sound Pressure)100 000 帕斯卡大氣壓大氣壓墨西哥市海拔2240m紐約最高的山 125m音壓Pa音壓變動(dòng)5500m 上空的氣壓降到1/255/20/2022dt) t (aT1RMST02音音壓壓( () ) 大小大小實(shí)實(shí)效效值值的表的表現(xiàn)現(xiàn)峰值峰值峰峰 峰值峰值pPa時(shí)間平均平均RMS任意的 交流波形50W電力消耗50W電力消耗同樣的阻抗負(fù)荷下同樣電力消耗的電壓交流電壓交流電壓 大小大小(實(shí)效值實(shí)效值)220Vac311V-311VTX(t)Root Mean Square正弦波2 RMS = Peak音壓音壓 level 范圍范/p>

3、6040200音壓 level, LpdB1001010.10.010.0010.000 10.000 01音壓, p PadB 分貝分貝例例1:p= 1 PaLp= 20 log= 20 log 50 000= 94 dB120106例例 2:p= 31.7 PaLp= 20 log= 20 log 1.58 10-6= 124 dB31720106.(p0 = 20 Pa = 20 10-6 Pa)Lp = 20 log dB re 20 Papp0音頻音頻 level 認(rèn)知認(rèn)知音頻音頻level(dB)差異差異認(rèn)知認(rèn)知量量變化變化35101520可以勉強(qiáng)可以勉強(qiáng)認(rèn)知認(rèn)知可以可以認(rèn)知認(rèn)知明

4、顯明顯差異差異2倍倍(或或1/2)的的差異差異3倍倍左右的大左右的大差異差異4倍倍(或或1/4)的的差異差異音壓音壓 音頻音頻 功率功率溫度 t C電力 P W電加熱電加熱類似性類似性音壓 p N/m2 = Pa音源音源Lp dB音頻功率 P W音壓音壓, 音頻功率音頻功率, 音頻強(qiáng)度音頻強(qiáng)度自由 音長(zhǎng) 條件:音頻功率:P W音頻強(qiáng)度:J/s/m2 = W/m2音壓:p Pa = N/m2音頻強(qiáng)度因素 , 是指在指定方向上音頻的能量即流量. Prpc422PP2P2r1r2隨隨距離音壓距離音壓level的減衰的減衰 r: Lp2r: Lp 3 dBr: Lp2r: Lp 6 dB點(diǎn)點(diǎn)音源音源r

5、: Lp2r: Lp面面音源音源線線音源音源聲場(chǎng)聲場(chǎng)(Sound Fields)接近聲場(chǎng)遠(yuǎn)聲場(chǎng)自由 聲場(chǎng)反射 聲場(chǎng)Lp距離, rA12 A16 dB2個(gè)個(gè)音源音源的的合計(jì)合計(jì)L1 = 70 dBL2 = 70 dBL1 + L2 = 70+ 3 dBlLpT = 10 log(10 L1/10 + 10 L2/10 +10Ln/10)噪音噪音level減法減法LS+NdBLNdBlLs+N - - LN = 10 log(10 80/10 - 10 73/10 )=79dB= 80= 80= 73= 73噪音噪音儀儀(Sound Level Meter)時(shí)間時(shí)間LppFastSlowImpul

6、se87.2RMSPeakWeighting時(shí)間補(bǔ)時(shí)間補(bǔ)正正檢測(cè)儀檢測(cè)儀頻頻率率補(bǔ)補(bǔ)正正麥麥克克風(fēng)風(fēng)外殼外殼電薄片電薄片齒磁鐵齒磁鐵厚板厚板震動(dòng)板震動(dòng)板電壓均等孔洞電壓均等孔洞絕緣體絕緣體厚板厚板絕緣體絕緣體震動(dòng)板震動(dòng)板Crystal bender震動(dòng)板震動(dòng)板外殼外殼動(dòng)力動(dòng)力 麥克風(fēng)麥克風(fēng)壓電壓電 麥克風(fēng)麥克風(fēng)蓄電池麥克風(fēng)蓄電池麥克風(fēng)電麥克風(fēng)電麥克風(fēng)麥克風(fēng)種類麥克風(fēng)種類金屬殼金屬殼定位蓄電池定位蓄電池麥克風(fēng)麥克風(fēng)工作原理工作原理ZVinCAd VQCQAdVQAdQ = CV配置阻抗配置阻抗信信號(hào)號(hào)增幅增幅供供應(yīng)電應(yīng)電源源輸輸出出檢測(cè)儀檢測(cè)儀(大小大小的定量化的定量化)pPa峰值峰值峰峰 峰值

7、峰值實(shí)效值實(shí)效值RMS =平均平均 =pPa120Txt dtT( )10Tx dtTTimeTime平均平均值值Crest factor =PeakRMSRMSdt) t (aT1RMST02RMS 檢測(cè)檢測(cè)/時(shí)間補(bǔ)正時(shí)間補(bǔ)正回路回路Out2vout = vinIndt時(shí)間TA線線形形指指數(shù)數(shù)TA = 2 = 2 RC02TA1TA平均平均 2平方平方平方根平方根1T時(shí)間補(bǔ)正時(shí)間補(bǔ)正(Time Weighting)pLp時(shí)間時(shí)間 Slow (1 s) Fast (125 ms)Impulse (35 ms)Impulse (1.5 ) Slow (1 s) Fast (125 ms)Lp22

8、5/20/2022pLpTimeTimeImpulseFastSlow Lp隨時(shí)間補(bǔ)正的噪音大小隨時(shí)間補(bǔ)正的噪音大小時(shí)間補(bǔ)正時(shí)間補(bǔ)正-Fast和和SlowLp123456779.082.479.376.876.080.180.1噪音噪音 level, Leqlevel, Leq噪音暴露噪音暴露level(Slevel(Sound ound E Exposure xposure L Level)evel)LpTimeSEL 1SEL 2Time噪音暴露噪音暴露level(Slevel(Sound ound E Exposure xposure L Level), SELevel), SEL1 s

9、LeqLdB(A)SELSELLeq10 logt1stCumulative DistributionL10L50L90405060704050607010%50%90%TimedB(A)dB(A)Distributionof levels40506070TimedB(A)Noise Level DistributionTimedB(A)40506070Sample噪音噪音levellevel 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析分析百分比百分比 level(Percentile Levels), level(Percentile Levels), L LN N TimeL10L90dB(A)100% Timeab1

10、0% timea + b = 10% time1 1 噪音噪音 暴露暴露 level, Llevel, LEP,d EP,d LL10logTTEP,dAeq,Te10e0TimedB(A)708090100T0 = 8 時(shí)間時(shí)間TeLAeq,Te計(jì)算 例:LAeq,Te = 89.2 dB Te = 4 時(shí)間L89.210log4889.2386.2 dBEP,d10fc20105210.20.10.051020501002005001 k2 k5 k10 k頻率頻率, f Hz 波長(zhǎng)波長(zhǎng), m 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 頻率頻率音壓音壓 level, Lp (dB re 20 Pa)頻率120100806

11、04020Phon010203040506070809010011012013020 Hz100 Hz1 kHz10 kHz4020020 Hz1001 kHz10 kHz400-20-4020 Hz1001 kHz10 kHz40Lp(dB)Lp(dB)A-weighting1kHz 0dB 40 dB聽(tīng)覺(jué)曲線聽(tīng)覺(jué)曲線lA-補(bǔ)正曲線 40 dB 聽(tīng)覺(jué)曲線聽(tīng)覺(jué)曲線 40 dB 曲線曲線 A-補(bǔ)正補(bǔ)正頻率頻率 補(bǔ)正補(bǔ)正 曲線曲線-8.6dB-8.6dB250250FastSlowImpulse87.2RMSPeakWeighting頻率補(bǔ)正的選擇頻率補(bǔ)正的選擇250Hz L = 8.6dB校正校

12、正儀儀器器A A補(bǔ)補(bǔ)正正應(yīng)應(yīng)使用使用Lin(Lin(無(wú)無(wú)補(bǔ)補(bǔ)正音正音) )365/20/2022頻頻率率 分析分析Middle Middle C C 261.63261.63C C# #277.18277.18D D293.66293.66D D# #311.13311.13E E329.63329.63F F349.23349.23F F# #369.99369.99G G392.00392.00G G# #415.30415.30A A440.00440.00A A# #466.16466.16B B493.88493.88C C523.25523.25C523.25C#554.37D58

13、7.33D#622.25E659.26F698.46F#739.99G783.99G#830.61A880.00A#932.33B987.77C1046.50C130.81C#138.59D146.83D#155.56E164.81F174.61F#185.00G196.00G#207.65A220.00A#233.08B246.94Middle C 261.63鋼鋼琴琴 琴琴鍵頻鍵頻率率音程音程頻頻率率軸軸音程音程音程1/? 音程400Hz800Hz1600Hz3200Hz2481631.5631252505001k2k4k16k8kFrequencyHz1/1 Octave x 3L1頻率

14、頻率 分析分析(利用過(guò)濾的并列利用過(guò)濾的并列分析分析)顯示顯示/輸出輸出時(shí)間時(shí)間RMSRMSRMSRMS過(guò)濾過(guò)濾檢測(cè)儀檢測(cè)儀/平均平均儀儀時(shí)間時(shí)間同同時(shí)時(shí)敲敲擊擊125250500 1k 2k 4k 8kLA20406080100dB1/3音程音程 分析分析過(guò)濾過(guò)濾 頻率頻率 頻率頻率 ( 音頻 頻率 分析 )2481631.5631252505001k2k4k16k8kFrequencyHzB = 1/1 OctaveB = 1/1 OctaveB = 1/1 OctaveL101k2k3k4k5k6k7k8k9k10kB = 400 Hz 頻率頻率 ( 頻率 分析 )B = 400 HzB

15、 = 400 HzFrequencyHzL頻率Hzf1 = 891f0 = 1000f2 = 1120ff212Bf0 770%0.fff23112125.Bf0 2323%0.B = 1/1 音程f1 = 708f0 = 1000f2 = 1410B = 1/3 音程頻率HzLL1/1 音程音程1/3 音程音程1/1 1/3 音程音程 過(guò)濾過(guò)濾音壓音壓 level 范圍范圍140120100806040200音壓 level, LpdB1001010.10.010.0010.000 10.000 01音壓, p PadB 分貝分貝例例1:p= 1 PaLp= 20 log= 20 log 50 000= 94 dB120106例例 2:p= 31.7 PaLp= 20 log= 20 log 1.58 10-6= 124 dB31720106.(p0 = 20 Pa = 20 10-6 Pa)Lp = 20 log dB re 20 Papp0音壓音壓, 音頻功率音頻功率, 音頻強(qiáng)度音頻強(qiáng)度自由 音長(zhǎng) 條件:音頻功率:P W音頻強(qiáng)度:J/s/m2 = W/m2音壓:p Pa = N/m2音頻強(qiáng)度因素 , 是指在指定方向上音頻的能量即流量. Prpc422PP2P2r1r2Lp123456779.082.479.376.876.080.180.1音壓音壓 lev