Jaký je princip zvukoměru?
Zvukoměr je základním nástrojem pro měření hluku. Je to elektronický přístroj, ale liší se od objektivních elektronických přístrojů, jako jsou voltmetry.
Při převodu akustických signálů na signály elektrické lze simulovat časové charakteristiky rychlosti odezvy lidského ucha na zvukové vlny;
Existují frekvenční charakteristiky s různou citlivostí na vysoké a nízké frekvence a charakteristiky intenzity, které mění frekvenční charakteristiky při různých hlasitostech. Proto je zvukoměr subjektivním elektronickým nástrojem.
Princip fungování zvukoměru je:
Mikrofon převádí zvuk na elektrický signál a poté předzesilovač změní impedanci tak, aby odpovídala mikrofonu a atenuátoru. Zesilovač přidává výstupní signál do váhové sítě a provádí frekvenční vážení signálu (nebo externího filtru);
Poté je signál zesílen na určitou amplitudu přes atenuátor a zesilovač a poté odeslán do detektoru efektivní hodnoty (nebo externího záznamníku úrovně) a hodnota hladiny šumu je uvedena na indikátoru.
1) Mikrofon je zařízení, které převádí signály akustického tlaku na signály napětí. Říká se mu také mikrofon. Je to snímač zvukoměru. Mezi běžné mikrofony patří krystal, elektret, pohyblivá cívka a kondenzátor.
Dynamický mikrofon se skládá z vibrační membrány, pohyblivé cívky, permanentního magnetu a transformátoru.
Vibrační membrána začne vibrovat poté, co je vystavena tlaku zvukových vln, a pohání pohyblivou cívku, která je s ní instalována, aby vibrovala v magnetickém poli a generovala indukovaný proud.
Tento proud se mění podle velikosti tlaku zvukové vlny, kterému je vibrační membrána vystavena. Čím větší je akustický tlak, tím větší je generovaný proud; čím nižší je akustický tlak, tím menší je generovaný proud.
Kondenzátorový mikrofon se skládá hlavně z kovové membrány a blízko sebe umístěných kovových elektrod. Je to v podstatě deskový kondenzátor.
Kovová membrána a kovová elektroda tvoří dvě desky plochého kondenzátoru. Když je membrána ovlivněna akustickým tlakem, membrána se deformuje, což způsobí změnu vzdálenosti mezi dvěma deskami;
V důsledku toho se změní kapacita a změní se také napětí v obvodu měření bitů, čímž se realizuje funkce převodu signálu akustického tlaku na napěťový signál.
Kondenzátorový mikrofon je ideální mikrofon pro akustické měření. Má výhody velkého dynamického rozsahu, ploché frekvenční odezvy, vysoké citlivosti a dobré stability v obecných měřicích prostředích, takže je široce používán.
Protože výstupní impedance kondenzátorového mikrofonu je velmi vysoká, je třeba provést převod impedance přes předzesilovač. Předzesilovač je instalován uvnitř zvukoměru blízko místa, kde je instalován kondenzátorový mikrofon.
2) Zesilovač
Obecně se používají dvoustupňové zesilovače, a to vstupní zesilovač a výstupní zesilovač, jejichž funkcí je zesilovat slabé elektrické signály.
Vstupní atenuátor a výstupní atenuátor slouží ke změně útlumu vstupního signálu a útlumu výstupního signálu tak, aby ukazatel měřiče ukazoval na příslušnou pozici.
Rozsah nastavení atenuátoru použitého ve vstupním zesilovači je dolní konec měření a rozsah nastavení atenuátoru použitého ve výstupním zesilovači je horní konec měření.
Mnoho měřičů hladiny zvuku má mezní hodnotu 70 dB pro vysoké a nízké úrovně.
3) Vážená síť
Aby bylo možné simulovat různé citlivosti lidského sluchu na různých frekvencích, je zvukoměr vybaven sítí, která dokáže simulovat sluchové vlastnosti lidského ucha a modifikovat elektrický signál na přibližnou hodnotu sluchu. Tato síť se nazývá váhová síť.
Hladina akustického tlaku měřená váhovou sítí již není hladina akustického tlaku objektivní fyzikální veličiny (nazývaná lineární hladina akustického tlaku), ale hladina akustického tlaku modifikovaná sluchem, nazývaná vážená hladina zvuku nebo hladina hluku.
