Základy zvukoměru
Vlastní nepravidelný pohyb a vzájemné odpuzování molekul vzduchu vytváří statickou sílu, která se nazývá atmosférický tlak. Zvuk je vibrace molekul vzduchu a vibrující molekuly vzduchu vytvářejí dodatečný tlak na průřez, kterým procházejí, což se nazývá akustický tlak. Akustický tlak je mnohem menší než atmosférický tlak. Obecně se k popisu velikosti zvuku používá hladina akustického tlaku. To znamená, že jako referenční akustický tlak se používá velmi malý akustický tlak p0=2 x 10-5 Pa. Hodnota získaná vynásobením poměru naměřeného akustického tlaku p k referenčnímu akustickému tlaku p0 číslem 20 se nazývá hladina akustického tlaku a jednotkou jsou decibely (db). Decibel (dB) je pojmenován po americkém vynálezci telefonu Bellovi, protože jednotka decibelu je příliš velká, používá se k vyjádření 1/10 decibelu. Výpočet decibelů není lineární poměr, ale logaritmický podíl. Při použití decibelů k popisu zvuku je potřeba současně uvést frekvenci.
Princip a složení zvukoměru
Zvukoměr je základním nástrojem měření hluku, obvykle se skládá z mikrofonu, předzesilovače, zeslabovače, zesilovače, frekvenční váhové sítě a hlavice indikátoru efektivní hodnoty.
Princip fungování zvukoměru spočívá v tom, že zvuk je mikrofonem přeměněn na elektrický signál a poté je impedance transformována předzesilovačem tak, aby odpovídal mikrofonu a atenuátoru. Zesilovač přidá výstupní signál do váhové sítě, provede frekvenční vážení signálu (nebo externího filtru) a poté signál zesílí na určitou amplitudu přes atenuátor a zesilovač a odešle jej do detektoru efektivní hodnoty (nebo do externí záznamník hladiny). Hodnota hladiny hluku je zobrazena na hlavě indikátoru.
Mikrofon je zařízení, které převádí signály akustického tlaku na napěťové signály, známé také jako mikrofon. Je to snímač zvukoměru. Existuje několik běžných typů mikrofonů, včetně krystalového typu, elektretového typu, typu pohyblivé cívky a kapacitního typu.
1.1 Dynamický cívkový mikrofon se skládá z vibrační membrány, pohyblivé cívky, magnetu a transformátoru. Po vystavení akustickému tlaku začne vibrační membrána vibrovat a pohání pohyblivou cívku, která je s ní instalována, aby vibrovala v magnetickém poli a generovala indukovaný proud. Proud se mění podle velikosti akustického tlaku působícího na vibrační membránu. Čím vyšší je akustický tlak, tím větší je generovaný proud a čím nižší je akustický tlak, tím menší je generovaný proud.
1.2 Kapacitní mikrofon se skládá hlavně z kovové membrány a kovové elektrody umístěné velmi blízko ní, v podstatě plochého kondenzátoru. Kovový film a kovová elektroda tvoří dvě desky plochého kondenzátoru. Když je fólie vystavena akustickému tlaku, deformuje se, což způsobí změnu vzdálenosti mezi dvěma deskami a tím i změnu kapacity. Mění se také napětí v obvodu měření polohy, čímž se dosahuje funkce převodu signálů akustického tlaku na napěťové signály. Kapacitní mikrofony jsou ideální mikrofony pro akustická měření s výhodami, jako je velký dynamický rozsah, plochá frekvenční odezva, vysoká citlivost a dobrá stabilita v obecných měřicích prostředích, díky čemuž jsou široce používány. Vzhledem k vysoké výstupní impedanci kondenzátorového mikrofonu je nutná transformace impedance prostřednictvím předzesilovače, který je instalován uvnitř zvukoměru poblíž místa, kde je instalován kondenzátorový mikrofon.
