Використання шумомірів в автомобільній промисловості
Будова і принцип роботи шумоміра
Шумомір - це прилад, який може вимірювати рівень промислового шуму, побутового шуму, шуму транспорту тощо відповідно до слухових характеристик людського вуха. Рівень шуму означає рівень звукового тиску (дБ) або рівень гучності (phon), виміряний шумоміром із поправкою на слух. Відповідно до точності шумоміра, який вимірює чистий тон 100{{10}}Гц за стандартних умов, у 1960-х роках шумомір був розділений на два категорій у світі, один називається точним шумоміром, а інший називається звичайним шумоміром. Наша країна також бере на озброєння цей метод. З 1970-х років деякі країни запровадили метод чотирьох категорій, який поділяється на тип 0, тип 1, тип 2 і тип 3. Їхня точність становить ±0,4 дБ, ±0,7 дБ, ±1,0 дБ і ±1,5 дБ, відповідно. Відповідно до різних джерел живлення, які використовує шумомір, його також можна розділити на шумомір змінного та постійного струму з сухими батареями, останні також можуть бути портативними. Портативний має такі переваги, як малий розмір, легка вага та зручне використання на місці.
Як правило, він складається з мікрофона, підсилювача, атенюатора, вагової мережі, детектора, індикаторного лічильника та джерела живлення.
(1) Мікрофон
Це пристрій, який перетворює сигнал звукового тиску в сигнал напруги, також відомий як мікрофон, і є чудовим датчиком. Поширені мікрофони: кришталевий, електретний, з рухомою котушкою та конденсаторний.
Датчик рухомої котушки складається з вібраційної діафрагми, рухомої котушки, магніту та трансформатора. Вібраційна діафрагма починає вібрувати після впливу звукової хвилі та змушує рухому котушку, встановлену з нею, вібрувати в магнітному полі, створюючи індукційний струм. Струм змінюється відповідно до величини акустичного тиску на вібруючу діафрагму. Чим більший звуковий тиск, тим більший генерований струм; чим менший звуковий тиск, тим менший генерований струм.
Ємнісні датчики в основному складаються з металевих діафрагм і металевих електродів, розташованих близько один до одного, що, по суті, є плоским пластинчастим конденсатором. Металева діафрагма і металеві електроди складають дві пластини плоского конденсатора. Коли діафрагма піддається звуковому тиску, діафрагма деформується, відстань між двома пластинами змінюється, а також змінюється ємність, таким чином генеруючи змінну напругу, форма хвилі якої знаходиться в межах лінійного діапазону мікрофона та рівня звукового тиску Формування співвідношення реалізує 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 загальному середовищі вимірювання, тому він широко використовується. Оскільки вихідний опір ємнісного датчика дуже високий, необхідно виконати перетворення імпедансу через попередній підсилювач. Попередній підсилювач встановлюється всередині шумоміра близько до частини, де встановлений ємнісний датчик.
(2) Підсилювач і аттенюатор
В даний час багато популярних вітчизняних і імпортних підсилювачів використовують двокаскадні підсилювачі в схемі посилення, а саме вхідний підсилювач і вихідний підсилювач, функція яких полягає в посиленні слабкого електричного сигналу. Вхідний аттенюатор і вихідний аттенюатор використовуються для зміни ослаблення вхідного сигналу та ослаблення вихідного сигналу, так що покажчик вимірювальної головки вказує на відповідне положення, а затухання кожної передачі становить 1{{2 }} децибел. Діапазон регулювання аттенюатора, який використовується вхідним підсилювачем, є нижнім значенням вимірювання (наприклад, 0~70 дБ), а діапазон регулювання аттенюатора, який використовується вихідним підсилювачем, є вимірюванням (70~120 дБ). Циферблати вхідного і вихідного атенюаторів часто виконуються в різних кольорах, і в даний час чорний і прозорий часто бувають парними. Оскільки високий і низький рівень багатьох шумомірів обмежені 70 децибелами, необхідно запобігти перевищенню межі під час обертання, щоб не пошкодити пристрій.
(3) Мережа зважування
Щоб імітувати різну чутливість людського слуху на різних частотах, є вбудований, який може імітувати слухові характеристики людського вуха та коригувати електричний сигнал у мережу, подібну до 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, скоригованим на слух, який називається зваженим рівнем звуку або рівнем шуму.
Загалом існує три типи зважувальних мереж: A, B і C. А-зважений рівень звуку призначений для моделювання частотних характеристик людського вуха до шуму низької інтенсивності нижче 55 децибел; B-зважений рівень звуку повинен імітувати частотні характеристики шуму помірної інтенсивності між 55 і 85 децибелами; С-зважений рівень звуку призначений для імітації частотних характеристик шумової характеристики високої інтенсивності. Різниця між ними полягає в ступені ослаблення низькочастотних компонентів шуму. Найбільше послаблюється А, потім В і найменше С. А-зважений рівень звуку є найбільш широко використовуваним вимірюванням шуму у світі, оскільки його характерна крива близька до характеристик слуху людського вуха. B і C поступово використовувалися.
Показники рівня шуму, зняті із шумомірів, повинні вказувати на умови вимірювання.
(4) Геофон та головка індикатора
Для відображення посиленого сигналу через вимірювальну головку також необхідний детектор для перетворення сигналу напруги, що швидко змінюється, у сигнал напруги постійного струму, що змінюється повільніше. Величина цієї напруги постійного струму пропорційна величині вхідного сигналу. Відповідно до потреб вимірювання детектор можна розділити на детектор піків, детектор середнього значення та детектор чорного RMS. Піковий детектор може видавати максимальне значення в певний інтервал часу, а детектор середнього значення може вимірювати максимальне середнє значення в певний інтервал часу. У більшості вимірювань використовуються корневі квадратні детектори, за винятком імпульсних звуків, таких як постріли, для яких потрібні пікові вимірювання.
