Який принцип шумоміра?
Шумомір є основним інструментом для вимірювання шуму. Це електронний прилад, але він відрізняється від об’єктивних електронних приладів, таких як вольтметри.
При перетворенні акустичних сигналів в електричні можуть моделюватися часові характеристики швидкості реакції людського вуха на звукові хвилі;
Існують частотні характеристики з різною чутливістю до високих і низьких частот і характеристики інтенсивності, які змінюють частотні характеристики при різних гучностях. Тому шумомір є суб'єктивним електронним приладом.
Принцип роботи шумоміра такий:
Мікрофон перетворює звук в електричний сигнал, а потім попередній підсилювач змінює імпеданс відповідно до мікрофона та атенюатора. Підсилювач додає вихідний сигнал до мережі зважування та виконує частотне зважування сигналу (або зовнішнього фільтра);
Потім сигнал посилюється до певної амплітуди через атенюатор і підсилювач, а потім надсилається на детектор ефективного значення (або зовнішній реєстратор рівня), а значення рівня шуму видається на індикаторі.
1) Мікрофон - це пристрій, який перетворює сигнали звукового тиску в сигнали напруги. Його ще називають мікрофоном. Це датчик шумоміра. Звичайні мікрофони включають кристал, електрет, рухому котушку та конденсатор.
Динамічний мікрофон складається з вібраційної діафрагми, рухомої котушки, постійного магніту та трансформатора.
Вібраційна діафрагма починає вібрувати після впливу звукової хвилі та змушує рухому котушку, встановлену разом із нею, вібрувати в магнітному полі, створюючи індукований струм.
Цей струм змінюється відповідно до величини тиску звукової хвилі, якому піддається вібруюча діафрагма. Чим більший звуковий тиск, тим більший генерований струм; чим нижчий звуковий тиск, тим менший генерований струм.
Конденсаторний мікрофон в основному складається з металевої діафрагми та близько розташованих металевих електродів. По суті, це пластинчастий конденсатор.
Металева діафрагма і металевий електрод складають дві пластини плоского конденсатора. Коли на діафрагму впливає звуковий тиск, діафрагма деформується, внаслідок чого відстань між двома пластинами змінюється;
В результаті змінюється ємність, а також змінюється напруга в ланцюзі вимірювання біта, реалізуючи функцію перетворення сигналу звукового тиску в сигнал напруги.
Конденсаторний мікрофон є ідеальним мікрофоном для акустичних вимірювань. Він має такі переваги, як великий динамічний діапазон, плоска частотна характеристика, висока чутливість і хороша стабільність у загальних вимірювальних середовищах, тому він широко використовується.
Оскільки вихідний опір конденсаторного мікрофона дуже високий, перетворення імпедансу необхідно виконувати через попередній підсилювач. Попередній підсилювач встановлюється всередині шумоміра поблизу місця встановлення конденсаторного мікрофона.
2) Підсилювач
Як правило, використовуються двокаскадні підсилювачі, а саме вхідний підсилювач і вихідний підсилювач, функція яких полягає в посиленні слабких електричних сигналів.
Вхідний аттенюатор і вихідний аттенюатор використовуються для зміни ослаблення вхідного сигналу та ослаблення вихідного сигналу таким чином, щоб стрілка вимірювача вказувала на відповідне положення.
Діапазон регулювання аттенюатора, який використовується у вхідному підсилювачі, є нижньою межею вимірювання, а діапазон регулювання аттенюатора, який використовується у вихідному підсилювачі, є верхньою межею вимірювання.
Багато шумомірів мають межу 70 дБ для високих і низьких частот.
3) Зважена мережа
Щоб імітувати різну чутливість людського слуху на різних частотах, шумомір оснащено мережею, яка може імітувати характеристики слуху людського вуха та модифікувати електричний сигнал до приблизного значення відчуття слуху. Ця мережа називається ваговою мережею.
Рівень звукового тиску, виміряний за допомогою вагової мережі, більше не є рівнем звукового тиску об’єктивної фізичної величини (званий лінійним рівнем звукового тиску), а рівнем звукового тиску, зміненим на слух, який називається зваженим рівнем звуку або рівнем шуму.
