Skaņas līmeņa mērītāju izmantošana automobiļu rūpniecībā
Skaņas līmeņa mērītāja uzbūve un darbības princips
Skaņas līmeņa mērītājs ir instruments, kas var izmērīt rūpnieciskā trokšņa, sadzīves trokšņa, satiksmes trokšņa utt. trokšņa līmeni atbilstoši cilvēka auss dzirdes īpašībām. Trokšņa līmenis attiecas uz skaņas spiediena līmeni (dB) vai skaļuma līmeni (fon), ko mēra ar skaņas līmeņa mērītāju un koriģē dzirdei. Atbilstoši skaņas līmeņa mērītāja, kas standarta apstākļos mēra 100{{10}}Hz tīru toni, precizitāti, 60. gados skaņas līmeņa mērītājs tika sadalīts divās daļās. kategorijas pasaulē, vienu sauc par precīzo skaņas līmeņa mērītāju, bet otru par parasto skaņas līmeņa mērītāju. Arī mūsu valsts izmanto šo metodi. Kopš 1970. gadiem dažas valstis ir ieviesušas četru kategoriju metodi, kas ir sadalīta 0., 1., 2. un 3. tipā. To precizitāte ir ±0.4dB, ±0.7dB, ±1.0dB un ±1.5dB, attiecīgi. Atkarībā no dažādiem skaņas līmeņa mērītāja izmantotajiem strāvas avotiem to var iedalīt arī maiņstrāvas un līdzstrāvas tipa skaņas līmeņa mērītājos ar sausajām baterijām, un pēdējais var būt arī pārnēsājams. Portatīvajam ir maza izmēra, vieglā svara un ērtas lietošanas priekšrocības.
Parasti tas sastāv no mikrofona, pastiprinātāja, vājinātāja, svēršanas tīkla, detektora, indikācijas skaitītāja un barošanas avota.
(1) Mikrofons
Tā ir ierīce, kas pārvērš skaņas spiediena signālu sprieguma signālā, ko sauc arī par mikrofonu, un ir lielisks sensors. Parastie mikrofoni ir kristāls, elektrets, kustīga spole un kondensators.
Kustīgās spoles sensors sastāv no vibrējošas diafragmas, kustīgas spoles, magnēta un transformatora. Vibrējošā diafragma sāk vibrēt pēc tam, kad tā ir pakļauta skaņas viļņu spiedienam, un virza ar to uzstādīto kustīgo spoli vibrēt magnētiskajā laukā, radot inducētu strāvu. Strāva mainās atkarībā no akustiskā spiediena lieluma uz vibrējošo diafragmu. Jo lielāks skaņas spiediens, jo lielāka ir ģenerētā strāva; jo mazāks skaņas spiediens, jo mazāka ir ģenerētā strāva.
Kapacitatīvie sensori galvenokārt sastāv no metāla diafragmām un metāla elektrodiem, kas atrodas tuvu viens otram, kas būtībā ir plakana plāksnes kondensators. Metāla diafragma un metāla elektrodi veido divas plakanā kondensatora plāksnes. Kad diafragma tiek pakļauta skaņas spiedienam, diafragma deformējas, mainās attālums starp abām plāksnēm un mainās arī kapacitāte, tādējādi radot maiņspriegumu, kura viļņu forma ir mikrofona un skaņas spiediena līmeņa lineārajā diapazonā, veidojot attiecību. realizē skaņas spiediena signāla pārvēršanas funkciju sprieguma signālā.
Kondensatora mikrofons ir ideāls mikrofons akustisko mērījumu veikšanai. Tā priekšrocības ir liels dinamiskais diapazons, plakana frekvences reakcija, augsta jutība un laba stabilitāte vispārējā mērīšanas vidē, tāpēc to plaši izmanto. Tā kā kapacitatīvā sensora izejas pretestība ir ļoti augsta, ir nepieciešams veikt pretestības transformāciju caur priekšpastiprinātāju. Priekšpastiprinātājs ir uzstādīts skaņas līmeņa mērītāja iekšpusē tuvu daļai, kurā ir uzstādīts kapacitatīvs sensors.
(2) Pastiprinātājs un vājinātājs
Pašlaik daudzi populāri vietējie un importētie pastiprinātāji pastiprināšanas ķēdē izmanto divpakāpju pastiprinātājus, proti, ieejas pastiprinātāju un izejas pastiprinātāju, kuru funkcija ir pastiprināt vāju elektrisko signālu. Ieejas vājinātājs un izejas vājinātājs tiek izmantoti, lai mainītu ieejas signāla vājinājumu un izejas signāla vājināšanos tā, lai mērinstrumenta galvas rādītājs norādītu uz atbilstošo pozīciju un katra pārnesuma vājināšanās būtu 1{{2 }} decibeli. Ievades pastiprinātāja izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir mērījuma apakšdaļa (piemēram, 0–70 dB), un izejas pastiprinātāja izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir mērījums (70–120 dB). Ievades un izejas vājinātāju ciparnīcas bieži ir izgatavotas dažādās krāsās, un pašlaik melns un caurspīdīgs bieži ir savienots pārī. Tā kā daudzu skaņas līmeņa mērītāju augstais un zemais ierobežojums ir 70 decibeli, ir nepieciešams novērst robežas pārsniegšanu griežot, lai nesabojātu ierīci.
(3) Svēršanas tīkls
Lai modelētu atšķirīgu cilvēka dzirdes jutību dažādās frekvencēs, ir iebūvēta tāda, kas var simulēt cilvēka auss dzirdes īpašības un koriģēt elektrisko signālu tīklā, kas ir līdzīgs dzirdei. Šo tīklu sauc par svēršanas tīklu. Skaņas spiediena līmenis, ko mēra, izmantojot svēršanas tīklu, vairs nav objektīvā fiziskā lieluma skaņas spiediena līmenis (saukts par lineāro skaņas spiediena līmeni), bet gan skaņas spiediena līmenis, kas koriģēts ar dzirdes sajūtu, ko sauc par svērto skaņas līmeni vai trokšņa līmeni.
Parasti ir trīs veidu svēršanas tīkli: A, B un C. A svērtais skaņas līmenis ir paredzēts, lai simulētu cilvēka auss frekvences raksturlielumus zemas intensitātes trokšņiem zem 55 decibeliem; B svērtais skaņas līmenis ir paredzēts, lai simulētu vidējas intensitātes trokšņa frekvences raksturlielumus no 55 līdz 85 decibeliem; C svērtais skaņas līmenis ir paredzēts augstas intensitātes trokšņa raksturlielumu frekvences raksturlielumu simulēšanai. Atšķirība starp trim ir trokšņa zemfrekvences komponentu vājināšanās pakāpe. A vājina visvairāk, kam seko B un C vismazāk. A-svērtais skaņas līmenis ir pasaulē visplašāk izmantotais trokšņa mērījums, jo tā raksturlīkne ir tuvu cilvēka auss dzirdes īpašībām. B un C ir pakāpeniski izmantoti.
Trokšņa līmeņa rādījumos, kas iegūti no skaņas līmeņa mērītājiem, jānorāda mērījumu nosacījumi.
(4) Ģeofons un indikatora galva
Lai parādītu pastiprināto signālu caur skaitītāja galvu, ir nepieciešams arī detektors, kas ātri mainīgo sprieguma signālu pārveidotu lēnāk mainīgā līdzstrāvas sprieguma signālā. Šī līdzstrāvas sprieguma lielums ir proporcionāls ieejas signāla lielumam. Atbilstoši mērījumu vajadzībām detektoru var iedalīt maksimuma detektorā, vidējā detektorā un melnā RMS detektorā. Pīķa detektors var dot maksimālo vērtību noteiktā laika intervālā, un vidējais detektors var izmērīt maksimālo vidējo vērtību noteiktā laika intervālā. Lielākajā daļā mērījumu tiek izmantoti saknes kvadrāta detektori, izņemot impulsīvas skaņas, piemēram, šāvienu, kam nepieciešami maksimuma mērījumi.
