Primjena mjerača razine zvuka u automobilskoj industriji
Građa i princip rada mjerača razine zvuka
Mjerač razine zvuka je instrument koji može mjeriti razinu buke industrijske buke, kućne buke, buke prometa itd. prema slušnim karakteristikama ljudskog uha. Razina buke odnosi se na razinu zvučnog tlaka (dB) ili razinu glasnoće (phon) izmjerenu mjeračem razine zvuka i korigiranu za sluh. Prema točnosti mjerača razine zvuka koji mjeri 100{{10}}Hz čistog tona pod standardnim uvjetima, 1960-ih, mjerač razine zvuka je podijeljen u dva kategorije u svijetu, jedan se zove precizni mjerač razine zvuka, a drugi se zove obični mjerač razine zvuka. Naša zemlja također usvaja ovu metodu. Od 1970-ih neke su zemlje uvele metodu četiriju kategorija, koja je podijeljena na tip 0, tip 1, tip 2 i tip 3. Njihova točnost je ±0,4dB, ±0,7dB, ±1,0dB i ±1,5dB, odnosno. Prema različitim izvorima napajanja koje koristi mjerač razine zvuka, također se može podijeliti na mjerač razine zvuka tipa AC i DC tipa sa suhim baterijama, a potonji također može biti prijenosni. Prijenosni ima prednosti male veličine, male težine i praktične upotrebe na licu mjesta.
Općenito, sastoji se od mikrofona, pojačala, prigušivača, mreže za mjerenje, detektora, pokazivača i napajanja.
(1) Mikrofon
Riječ je o uređaju koji signal zvučnog tlaka pretvara u signal napona, poznat i kao mikrofon, te je odličan senzor. Uobičajeni mikrofoni su kristalni, elektretni, s pokretnom zavojnicom i kondenzatorski.
Senzor pokretne zavojnice sastoji se od vibrirajuće dijafragme, pokretne zavojnice, magneta i transformatora. Vibrirajuća dijafragma počinje vibrirati nakon što je podvrgnuta pritisku zvučnog vala i pokreće pomični svitak ugrađen s njom da vibrira u magnetskom polju kako bi se stvorila inducirana struja. Struja varira ovisno o veličini akustičnog pritiska na vibrirajuću dijafragmu. Što je veći zvučni tlak, veća je proizvedena struja; što je manji zvučni tlak, to je manja proizvedena struja.
Kapacitivni senzori uglavnom se sastoje od metalnih dijafragmi i metalnih elektroda koje su blizu jedna drugoj, što je u biti ravni kondenzator. Metalna dijafragma i metalne elektrode čine dvije ploče ravnog kondenzatora. Kada je dijafragma podvrgnuta zvučnom tlaku, dijafragma se deformira, razmak između dviju ploča se mijenja, a mijenja se i kapacitivnost, stvarajući tako izmjenični napon čiji je valni oblik unutar linearnog raspona mikrofona i razine zvučnog tlaka Formiranje omjera ostvaruje funkciju pretvaranja signala zvučnog tlaka u signal napona.
Kondenzatorski mikrofon idealan je mikrofon za akustička mjerenja. Ima prednosti velikog dinamičkog raspona, ravnog frekvencijskog odziva, visoke osjetljivosti i dobre stabilnosti u općem mjernom okruženju, tako da se široko koristi. Budući da je izlazna impedancija kapacitivnog senzora vrlo visoka, potrebno je izvršiti transformaciju impedancije preko pretpojačala. Pretpojačalo je ugrađeno unutar mjerača razine zvuka blizu dijela gdje je ugrađen kapacitivni senzor.
(2) Pojačalo i prigušivač
Trenutno mnoga popularna domaća i uvezena pojačala koriste dvostupanjska pojačala u krugu pojačanja, naime ulazno pojačalo i izlazno pojačalo, čija je funkcija pojačavanje slabog električnog signala. Ulazni atenuator i izlazni atenuator koriste se za promjenu prigušenja ulaznog signala i prigušenja izlaznog signala, tako da kazaljka glave mjerača pokazuje na odgovarajući položaj, a prigušenje svakog zupčanika je 1{{2 }} decibela. Raspon podešavanja prigušivača koji koristi ulazno pojačalo je dno mjerenja (kao što je 0~70 dB), a raspon podešavanja prigušivača koji koristi izlazno pojačalo je mjerenje (70~120 dB). Brojčanici ulaznog i izlaznog prigušivača često se izrađuju u različitim bojama, a trenutno su crni i prozirni često upareni. Budući da su visoki i niski kod mnogih mjerača razine zvuka ograničeni sa 70 decibela, potrebno je spriječiti prekoračenje granice pri rotaciji kako se ne bi oštetio uređaj.
(3) Mreža ponderiranja
Kako bi se simulirala različita osjetljivost ljudskog sluha na različitim frekvencijama, ugrađena je jedna koja može simulirati slušne karakteristike ljudskog uha i ispraviti električni signal na mrežu koja je slična sluhu. Ta se mreža naziva težinska mreža. Razina zvučnog tlaka izmjerena putem mreže za ponderiranje više nije razina zvučnog tlaka objektivne fizičke veličine (koja se naziva linearna razina zvučnog tlaka), već razina zvučnog tlaka korigirana osjetilom sluha, koja se naziva ponderirana razina zvuka ili razina buke.
Općenito postoje tri vrste ponderiranih mreža: A, B i C. A-ponderirana razina zvuka služi za simulaciju frekvencijskih karakteristika ljudskog uha na buku niskog intenziteta ispod 55 decibela; B-ponderirana razina zvuka treba simulirati frekvencijske karakteristike buke umjerenog intenziteta između 55 i 85 decibela; C-ponderirana razina zvuka je simulacija frekvencijskih karakteristika karakteristike buke visokog intenziteta. Razlika između ta tri je stupanj prigušenja niskofrekventnih komponenti buke. A slabi najviše, zatim B, a C najmanje. A-ponderirana razina zvuka je najčešće korišteno mjerenje buke u svijetu jer je njegova karakteristična krivulja bliska karakteristikama sluha ljudskog uha. B i C se postupno koriste.
Očitanja razine buke uzeta s mjerača razine zvuka moraju označavati uvjete mjerenja.
(4) Geofon i indikatorska glava
Kako bi se pojačani signal prikazao kroz glavu mjerača, također je potreban detektor za pretvaranje signala napona koji se brzo mijenja u signal istosmjernog napona koji se sporije mijenja. Veličina tog istosmjernog napona proporcionalna je veličini ulaznog signala. Prema potrebama mjerenja, detektor se može podijeliti na detektor vršne vrijednosti, detektor prosječne vrijednosti i detektor crne RMS vrijednosti. Vršni detektor može dati maksimalnu vrijednost u određenom vremenskom intervalu, a prosječni detektor može izmjeriti maksimalnu prosječnu vrijednost u određenom vremenskom intervalu. Detektori korijena kvadrata koriste se u većini mjerenja, osim za impulzivne zvukove poput pucnjave, koji zahtijevaju vršna mjerenja.
