Skaņas līmeņa mērītāja uzbūve
Skaņas līmeņa mērītājs ir visvienkāršākais trokšņa mērīšanas instruments. Tas ir elektronisks instruments, taču tas atšķiras no objektīviem elektroniskiem instrumentiem, piemēram, voltmetriem. Pārvēršot akustisko signālu elektriskajā signālā, tas var simulēt cilvēka auss reakcijas ātruma uz skaņas viļņiem laika raksturlielumus; dažādu jutību frekvences raksturlielumi pret augstām un zemām frekvencēm un frekvences raksturlielumu maiņas intensitātes raksturlielumi pie dažāda skaļuma. Skaņas līmeņa mērītājs ir subjektīvs elektronisks instruments
Skaņas līmeņa mērītāja uzbūve
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 vibrējošās diafragmas, kustīgas spoles, pastāvīgā 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 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
Daudzi pašlaik populāri vietējie un importētie pastiprinātāji pastiprināšanas ķēdē izmanto divpakāpju pastiprinātājus, proti, ievades pastiprinātāju un izejas pastiprinātāju, un to funkcija ir pastiprināt vājus elektriskos signālus. 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 apakšējā daļa (piemēram, 0–70 dB), un izejas pastiprinātāja izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir mērījuma augstākais punkts (70–120). dB). Ievades un izejas vājinātāju skalas 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 modelētu vidējas intensitātes trokšņa 55-85 decibelu frekvences raksturlielumus; C svērtais skaņas līmenis ir paredzēts augstas intensitātes trokšņa raksturlielumu frekvences raksturlielumu simulēšanai. Atšķirība starp trim ir trokšņa zemfrekvences komponentu vājināšanās pakāpe. Visvairāk vājina A, 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 un pakāpeniski tiek izmantots B un C. Trokšņa līmeņa rādījumos, kas iegūti no skaņas līmeņa mērītājiem, jānorāda mērījumu nosacījumi.
4. Ģeofons un indikatora galva
Lai parādītu pastiprināto signālu caur skaitītāju, 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 noteiktā laika intervāla maksimālo vērtību, un vidējais detektors var izmērīt savu absolūto vidējo vērtību noteiktā laika intervālā. Lielākajā daļā mērījumu tiek izmantoti saknes kvadrāta detektori, izņemot impulsīvas skaņas, piemēram, šāvienu, kam nepieciešami maksimuma mērījumi.
Vidējās kvadrātiskās vērtības detektors var kvadrātsakni, vidējo un kvadrātsakni no maiņstrāvas signāla, lai iegūtu sprieguma vidējo kvadrātisko vērtību un visbeidzot nosūtītu vidējā kvadrātiskā sprieguma signālu uz indikatora galvu. Indikācijas skaitītāja galva ir elektriskais skaitītājs, ja vien tā skala ir kalibrēta, trokšņa līmeņa decibelu vērtību var nolasīt tieši no skaitītāja galvas. . "Ātrā" zobrata vidējais laiks ir 0.27s, kas ir ļoti tuvu cilvēka dzirdes orgāna fizioloģiskajam vidējam laikam; "lēnā" pārnesuma vidējais laiks ir 1,05 s. Mērot līdzsvara stāvokļa troksni vai nepieciešams reģistrēt skaņas līmeņa maiņas procesu, piemērotāk ir izmantot "ātro" pārnesumu; ja izmērītā trokšņa svārstības ir salīdzinoši lielas, lietderīgāk ir izmantot "lēno" pārnesumu.
