噪音計(jì)聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、噪音計(jì)聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理噪音計(jì)又叫聲級(jí)計(jì)，是一種能把工業(yè)噪聲、生活噪聲和交通噪聲等，按人耳聽(tīng)覺(jué)特性近似地測(cè) 定其噪聲級(jí)的儀器。噪音級(jí)是指用聲級(jí)計(jì)測(cè)得的并經(jīng)過(guò)聽(tīng)感修正的聲壓級(jí)（dB）或響度級(jí)（phon）。根據(jù)聲級(jí)計(jì)在 標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量1000Hz純音所表現(xiàn)的精度，60年代國(guó)際上把聲級(jí)計(jì)分為兩類，一類叫精密聲級(jí)計(jì)， 一類叫普通。我國(guó)也采用這種方法。噪音計(jì)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有A、B、C三種。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55分貝以下低強(qiáng)度噪聲的頻 率特性；B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬5585分貝的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性；C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲 的特性?；卮穑?010-08-12 16:59聲級(jí)計(jì)的工作原理是：由傳聲器將

2、聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，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(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)（或外接濾波器），然后再經(jīng) 衰減器及放大器將信號(hào)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(jí)的數(shù)值。1）傳聲器是把聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的裝置，也稱之為話筒，它是聲級(jí)計(jì)的傳感器。常見(jiàn) 的傳聲器有晶體式、駐極體式、動(dòng)圈式和電容式數(shù)種。（1）動(dòng)圈式傳聲器由振動(dòng)膜片、可動(dòng)線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。振動(dòng)膜片受到聲波壓力以 后開始振動(dòng)，并帶動(dòng)著和它裝在一起的可動(dòng)線圈在磁場(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 片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大，產(chǎn)

3、生的電流就越大，聲壓越小，產(chǎn)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(shí)質(zhì)上是一個(gè)平板電容。金屬膜 片與金屬電極構(gòu)成了平板電容的兩個(gè)極板，當(dāng)膜片受到聲壓作用時(shí)，膜片便發(fā)生變形，使兩個(gè)極板 之間的距離發(fā)生了變化，于是改變了電容量，位測(cè)量電路中的電壓也發(fā)生了變化，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)量中比較理想的傳聲器，具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率 響應(yīng)平直、靈敏度高和在一般測(cè)量環(huán)境下穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。由于電容式傳聲器輸出 阻抗很高，因而需要通過(guò)前置放大器進(jìn)行阻抗變換，前置放大器裝在聲級(jí)計(jì)內(nèi)部靠近安裝電容式傳 聲器的部位。2）放大器一般

4、采用兩級(jí)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)衰減量的，以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?。輸入放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量低端，輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量高端。許多聲級(jí)計(jì)的高低端以70dB為界限。3）計(jì)權(quán)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，在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)特性， 把電信號(hào)修正為與聽(tīng)感近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，已不 再是客觀物理量的聲壓級(jí)（叫線性聲壓級(jí)），而是經(jīng)過(guò)聽(tīng)感修正的聲壓級(jí)，叫作計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。計(jì)權(quán)（又叫加權(quán)）參數(shù)是在對(duì)頻響曲線進(jìn)

5、行了一些加權(quán)處理后測(cè)得的參數(shù)，以區(qū)別于平直頻響 狀態(tài)下的不計(jì)權(quán)參數(shù)。例如信噪比，按照定義，我們?cè)陬~定的信號(hào)電平下測(cè)出噪聲電平（可以是功 率，也可以是電壓、電流），額定電平與噪聲電平之比就是信噪比，如果是分貝值，則計(jì)算二者之 差。這是不計(jì)權(quán)信噪比。不過(guò)，由于人耳對(duì)各頻段噪聲的感知能力是不一樣的，對(duì)3kHz左右的中頻 最靈敏，對(duì)低頻和高頻則差一些，因此不計(jì)權(quán)信噪比未必與人耳對(duì)噪聲大小的主觀感覺(jué)能很好的吻 哈。如何將測(cè)量值與主觀聽(tīng)感統(tǒng)一起來(lái)呢？于是就有了均衡網(wǎng)絡(luò)，或者叫加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)低頻和高頻 都加以適度的衰減，這樣中頻便更突出。把這種加權(quán)網(wǎng)絡(luò)接在被測(cè)器材和測(cè)量?jī)x器之間，于是器材 中頻噪聲的影響就會(huì)被

6、該網(wǎng)絡(luò)“放大”，換言之，對(duì)聽(tīng)感影響最大的中頻噪聲被賦予了更高的權(quán)重， 此時(shí)測(cè)得的信噪比就叫計(jì)權(quán)信噪比，它可以更真實(shí)地反映人的主觀聽(tīng)感。根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，單位記作dB（A）、dB（B） 和dB（C）。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性，B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬 55dB到85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性，C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。三者的主 要差別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度，A衰減最多，B次之，C最少。A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特 性曲線接近于人耳的聽(tīng)感特性，因此是目前世界上噪聲測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的一種，許多與噪聲有關(guān) 的國(guó)家規(guī)范都是按A聲級(jí)作為指

7、標(biāo)的，但由于A計(jì)權(quán)所依據(jù)的燈響曲線經(jīng)過(guò)多次修正后發(fā)生了很 大的變化，A計(jì)權(quán)的地位也正逐漸下降，目前比較流行的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)包括NR，NC燈標(biāo)準(zhǔn)。4）檢波器和指示表頭檢波器作用是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、平均值檢波器和均方根值檢波器 之分。峰值檢波器能給出一定時(shí)間間隔中的最大值，平均值檢波器能在一定時(shí)間間隔中測(cè)量其絕對(duì) 平均值。脈沖聲需要測(cè)量它的峰值外，在多數(shù)的噪聲測(cè)量中均是采用均方根值檢波器。均方根值檢波器能對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行平方、平均和開方，得出電壓的均方根值，最后將均方根電 壓信號(hào)輸送到指示表頭。

8、目前，測(cè)量噪聲用的聲級(jí)計(jì)，表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種：“慢”。表頭時(shí)間常數(shù)為1000 ms ,一般用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲，測(cè)得的數(shù)值為有效值?！笨臁?。表頭時(shí)間常數(shù)為125ms，一般用于測(cè)量波動(dòng)較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運(yùn)輸噪聲等。 快檔接近人耳對(duì)聲音的反應(yīng)。“脈沖或脈沖保持”。表針上升時(shí)間為35ms，用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的脈沖噪聲，如沖床、 按錘等，測(cè)得的數(shù)值為最大有效值。“峰值保持”。表針上升時(shí)間小于20ms .用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆 炸聲，測(cè)得的數(shù)值是峰值.即最大值。聲級(jí)計(jì)的分類根據(jù)聲級(jí)計(jì)整機(jī)靈敏度區(qū)分，聲級(jí)計(jì)分類有兩類方法：一類是普通聲級(jí)計(jì)，它對(duì)傳聲器要求不 太高。動(dòng)態(tài)范圍和頻

9、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(jí)計(jì)，其傳 聲器要求頻響寬，靈敏度高，長(zhǎng)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(jī)相聯(lián)接，可將噪聲訊號(hào)顯示或貯存起來(lái)。如將精密聲級(jí)計(jì)的傳聲器取下，換 以輸入轉(zhuǎn)換器并接加速度計(jì)就成為振動(dòng)計(jì)可作振動(dòng)測(cè)量。近年來(lái)又有人將聲級(jí)計(jì)分為四類，即0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為0.4分貝、土 0.7分貝、1.0分貝和1.5分貝。聲級(jí)計(jì)是噪聲測(cè)量中最基本的儀器。聲級(jí)計(jì)一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大 器、頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效值指示表頭等組成。聲級(jí)計(jì)的工作原理是：由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)，再由

10、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(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào) 進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)(或外接濾波器)，然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)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(jí)的數(shù)值。聲級(jí)計(jì)中的頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C三種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)等響曲線中40 方純音的響應(yīng)，它的曲線形狀與340方的等響曲線相反，從而使電信號(hào)的中、低頻段有較大的衰減。 B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70方純音的響應(yīng)，它使電信號(hào)的低頻段有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)1 00方純音的響應(yīng)，在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。聲級(jí)計(jì)經(jīng)過(guò)頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí) 稱為聲級(jí)，根據(jù)所

11、使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，單位記作dB(A)、dB(B) 和 dB(C)。聲級(jí)計(jì)可以外接濾波器和記錄儀，對(duì)噪聲做頻譜分析。國(guó)產(chǎn)的ND2型精密聲級(jí)計(jì)內(nèi)裝了一個(gè)倍 頻頁(yè)程濾波器，便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)和作頻譜分析。聲級(jí)計(jì)按精度可分為精密聲級(jí)計(jì)和普通聲級(jí)計(jì)。精密聲級(jí)計(jì)的測(cè)量誤差約為土 1dB，普通聲級(jí)計(jì)約為土 3dB。聲級(jí)計(jì)按用途可分為兩類：一類用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲，一類則用于測(cè)量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。積分式聲級(jí)計(jì)是用來(lái)測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)不穩(wěn)態(tài)噪聲的等效聲級(jí)的。噪聲劑量計(jì)也是一種積分式聲 級(jí)計(jì)，主要用來(lái)測(cè)量噪聲暴露量。脈沖式聲級(jí)計(jì)是用于測(cè)量脈沖噪聲的，這種聲級(jí)計(jì)符合人耳對(duì)脈沖聲的響應(yīng)及人耳對(duì)

12、脈沖聲反 應(yīng)的平均時(shí)間。聲級(jí)計(jì)又叫噪聲計(jì)，是一種用于測(cè)量聲音的聲壓級(jí)或聲級(jí)的儀器，是聲學(xué)測(cè)量中最基本而又最 常用的儀器，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們物質(zhì)文化生活水平的提高，噪聲普查和環(huán)境保護(hù)工作全面 開展，機(jī)器制造行業(yè)已把噪聲作為產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，禮堂和體育館等建筑物不僅僅要求造 型美觀，也追求音響效果，這些都使得聲級(jí)計(jì)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)在它不僅應(yīng)用在聲學(xué)和電聲學(xué) 測(cè)量中，而且已經(jīng)廣 泛應(yīng)用于機(jī)器制造、建筑設(shè)計(jì)、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生以及國(guó)防工 程等各個(gè)領(lǐng)域，成為幾乎所有部門都必須具備的聲學(xué)測(cè)量?jī)x器。聲級(jí)計(jì)使用正確與否，直接影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，有必要介紹一下聲級(jí)計(jì)的使用。1、聲級(jí)計(jì)使用環(huán)境的選擇：選擇有代表性的測(cè)試地點(diǎn)，聲級(jí)計(jì)要離開地面，離開墻壁，以減少 地面和墻壁的反射聲的附加影響。2、天氣條件要求在無(wú)雨無(wú)雪的時(shí)間，聲級(jí)計(jì)應(yīng)保持傳聲器膜片清潔，風(fēng)力在三級(jí)以上必須加風(fēng) 罩（以避免風(fēng)噪聲干擾），五級(jí)以上大風(fēng)應(yīng)停止測(cè)量。3、打開聲級(jí)計(jì)攜帶箱，取出聲級(jí)計(jì)，套上傳感器。4、將聲級(jí)計(jì)置于A狀態(tài)，檢測(cè)電池