聲級計的概念

1、聲級計是最基本的噪聲測量儀器，它是一種電子儀器，但又不同于電壓表等客觀電子儀表。在把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號時，可以模擬人耳對聲波反應(yīng)速度的時間特性；對高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時改變頻率特性的強度特性。 因此，聲級計是一種主觀性的電子儀器。由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對信號進行頻率計權(quán)（或外接濾波器) ，然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器 （或外按電平記錄儀） ，在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。傳聲器傳聲器是把聲壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕难b置，也稱之為話筒，它是聲級計的傳感器。常見的傳

2、聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式數(shù)種。1. 動圈式傳聲器由振動膜片、可動線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。振動膜片受到聲波壓力以后開始振動，并帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內(nèi)振動以產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流根據(jù)振動膜片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大，產(chǎn)生的電流就越大，聲壓越小，產(chǎn)生的電流也越小。2.電容式傳聲器主要由金屬膜片和靠得很近的金屬電極組成，實質(zhì)上是一個平板電容。金屬膜片與金屬電極構(gòu)成了平板電容的兩個極板，當膜片受到聲壓作用時，膜片便發(fā)生變形，使兩個極板之間的距離發(fā)生了變化，于是改變了電容量，位測量電路中的電壓也發(fā)生了變化，實現(xiàn)了將聲壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕淖饔?。電容式傳聲器是聲學測

3、量中比較理想的傳聲器，具有動態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度高和在一般測量環(huán)境下穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因而應(yīng)用廣泛。由于電容式傳聲器輸出阻抗很高，因而需要通過前置放大器進行阻抗變換，前置放大器裝在聲級計內(nèi)部靠近安裝電容式傳聲器的部位。放大器一般采用兩級放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號衰減量的，以便使表頭指針指在適當?shù)奈恢谩］斎敕糯笃魇褂玫陌p器調(diào)節(jié)范圍為測量低端，輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測量高端。許多聲級計的高低端以 70dB 為界限。計權(quán)網(wǎng)絡(luò)為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級計內(nèi)設(shè)有一種能夠

4、模擬人耳的聽覺特性，把電信號修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫作計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級（叫線性聲壓級），而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級，叫作計權(quán)聲級或噪聲級。計權(quán)（又叫加權(quán)）參數(shù)是在對頻響曲線進行了一些加權(quán)處理后測得的參數(shù)，以區(qū)別于平直頻響狀態(tài)下的不計權(quán)參數(shù)。例如信噪比，按照定義，我們在額定的信號電平下測出噪聲電平（可以是功率，也可以是電壓、電流），額定電平與噪聲電平之比就是信噪比，如果是分貝值，則計算二者之差。這是不計權(quán)信噪比。不過，由于人耳對各頻段噪聲的感知能力是不一樣的，對 3kHz 左右的中頻最靈敏，對低頻和高頻則差一些，因此不計權(quán)信噪比未必與人耳對

5、噪聲大小的主觀感覺能很好的吻合。如何將測量值與主觀聽感統(tǒng)一起來呢？于是就有了均衡網(wǎng)絡(luò)，或者叫加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對低頻和高頻都加以適度的衰減，這樣中頻便更突出。把這種加權(quán)網(wǎng)絡(luò)接在被測器材和測量儀器之間，于是器材中頻噪聲的影響就會被該網(wǎng)絡(luò)“放大”，換言之，對聽感影響最大的中頻噪聲被賦予了更高的權(quán)重，此時測得的信噪比就叫計權(quán)信噪比，它可以更真實地反映人的主觀聽感。 根據(jù)所使用的計權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為 A 聲級、 B 聲級和 C 聲級，單位記作 dB(A) 、 dB(B) 和 dB(C）。A 計權(quán)聲級是模擬人耳對 55dB 以下低強度噪聲的頻率特性， B 計權(quán)聲級是模擬 55dB 到 85dB 的中等強度噪聲的

6、頻率特性， C 計權(quán)聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性。三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度， A 衰減最多， B 次之， C 最少。A 計權(quán)聲級由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性，因此是目前世界上噪聲測量中應(yīng)用最廣泛的一種，許多與噪聲有關(guān)的國家規(guī)范都是按 A 聲級作為指標的，但由于A計權(quán)所依據(jù)的等響曲線經(jīng)過多次修正后發(fā)生了很大的變化，A計權(quán)的地位也正逐漸下降，目前比較流行的計權(quán)標準包括NR，NC燈標準。檢波器和指示表頭檢波器作用是把迅速變化的電壓信號轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號。這個直流電壓的大小要正比于輸入信號的大小。根據(jù)測量的需要，檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器和均方根值檢波器之分。峰

7、值檢波器能給出一定時間間隔中的最大值，平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對平均值。脈沖聲需要測量它的峰值外，在多數(shù)的噪聲測量中均是采用均方根值檢波器。均方根值檢波器能對交流信號進行平方、平均和開方，得出電壓的均方根值，最后將均方根電壓信號輸送到指示表頭。目前，測量噪聲用的聲級計，表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種： “慢”。表頭時間常數(shù)為 1000 ms ，般用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，測得的數(shù)值為有效值。 ”快”。表頭時間常數(shù)為 125ms ，一般用于測量波動較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運輸噪聲等。快檔接近人耳對聲音的反應(yīng)。 “脈沖或脈沖保持”。表針上升時間為 35ms ，用于測量持續(xù)時間較長的脈沖噪聲，如沖床

8、、按錘等，測得的數(shù)值為最大有效值。 “峰值保持”。表針上升時間小于 20ms 用于測量持續(xù)時間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆炸聲，測得的數(shù)值是峰值即最大值。聲級計的分類根據(jù)聲級計整機靈敏度區(qū)分，聲級計分類有兩類方法：一類是普通聲級計，它對傳聲器要求不太高。動態(tài)范圍和頻響平直范圍較狹，一般不配置帶通濾波器相聯(lián)用；另一類是精密聲級計，其傳聲器要求頻響寬，靈敏度高，長期穩(wěn)定性好，且能與各種帶通濾波器配合使用，放大器輸出可直接和電平記錄器、錄音機相聯(lián)接，可將噪聲訊號顯示或貯存起來。如將精密聲級計的傳聲器取下，換以輸入轉(zhuǎn)換器并接加速度計就成為振動計可作振動測量。近年來又有人將聲級計分為四類，即0型、1型、2

9、型和3型。它們的精度分別為±0.4分貝、±0.7分貝、±1.0分貝和±1.5分貝。聲級計是噪聲測量中最基本的儀器。聲級計一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效值指示表頭等組成。聲級計的工作原理是：由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對信號進行頻率計權(quán)（或外接濾波器），然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。聲級計中的頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C三種標準計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對等響曲線

10、中40方純音的響應(yīng)，它的曲線形狀與340方的等響曲線相反，從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對70方純音的響應(yīng)，它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對100方純音的響應(yīng)，在整個聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。聲級計經(jīng)過頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級稱為聲級，根據(jù)所使用的計權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為A聲級、B聲級和C聲級，單位記作dB(A）、dB(B）和dB(C）。目前，測量噪聲用的聲級計，表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種：“慢”。表頭時間常數(shù)為1000 ms，般用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，測 得的數(shù)值為有效值?！笨臁?。表頭時間常數(shù)為125ms，一般用于測量波動較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運輸噪聲等?？?/p>

11、檔接近人耳對聲音的反應(yīng)?！懊}沖或脈沖保持”。表針上升時間為35ms，用于測量持續(xù)時間較長的脈沖噪聲，如沖床、按錘等，測得的數(shù)值為最大有效值?！胺逯当３帧薄１磲樕仙龝r間小于20ms用于測量持續(xù)時間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆炸聲，測得的數(shù)值是峰值即最大值。聲級計可以外接濾波器和記錄儀，對噪聲做頻譜分析。國產(chǎn)的ND2型精密聲級計內(nèi)裝了一個倍頻頁程濾波器，便于攜帶到現(xiàn)場和作頻譜分析。聲級計按精度可分為精密聲級計和普通聲級計。精密聲級計的測量誤差約為土1dB，普通聲級計約為土3dB。聲級計按用途可分為兩類：一類用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，一類則用于測量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。積分式聲級計是用來測量一段時間內(nèi)不穩(wěn)態(tài)噪

12、聲的等效聲級的。噪聲劑量計也是一種積分式聲級計，主要用來測量噪聲暴露量。 脈沖式聲級計是用于測量脈沖噪聲的，這種聲級計符合人耳對脈沖聲的響應(yīng)及人耳對脈沖聲反應(yīng)的平均時間。聲級計又叫噪聲計，是一種用于測量聲音的聲壓級或聲級的儀器，是聲學測量中最基本而又最常用的儀器，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們物質(zhì)文化生活水平的提高，噪聲普查和環(huán)境保護工作全面開展，機器制造行業(yè)已把噪聲作為產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標之一，禮堂和體育館等建筑物不僅僅要求造型美觀，也追求音響效果，這些都使得聲級計的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)在它不僅應(yīng)用在聲學和電聲學測量中，而且已經(jīng)廣 泛應(yīng)用于機器制造、建筑設(shè)計、交通運輸、環(huán)境保護、醫(yī)療 衛(wèi)生以及國防工程

13、等各個領(lǐng)域，成為幾乎所有部門都必須具備的聲學測量儀器。聲級計使用正確與否，直接影響到測量結(jié)果的準確性。因此，有必要介紹一下聲級計的使用。1、聲級計使用環(huán)境的選擇：選擇有代表性的測試地點，聲級計要離開地面，離開墻壁，以減少地面和墻壁的反射聲的附加影響。2、天氣條件要求在無雨無雪的時間，聲級計應(yīng)保持傳聲器膜片清潔，風力在三級以上必須加風罩（以避免風噪聲干擾），五級以上大風應(yīng)停止測量。3、打開聲級計攜帶箱，取出聲級計，套上傳感器。4、將聲級計置于A狀態(tài)，檢測電池，然后校準聲級計。5、對照表（一般常見的環(huán)境聲級大小參考），調(diào)節(jié)測量的量程。6、下面就可以使用快（測量聲壓級變化較大的環(huán)境的瞬時值）、慢（測

14、量聲壓級變化不大的環(huán)境中的平均值）、脈沖（測量脈沖聲源）、濾波器（測量指定頻段的聲級）各種功能進行測量。7、根據(jù)需要記錄數(shù)據(jù)，同時也可以連接打印機或者其它電腦終端進行自動采集。整理器材并放回指定地方分類介紹聲級計是測量噪聲中最基本的儀器，它屬于一種電子儀器，聲級計一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效值指示表頭等組成。按照聲級計靈敏度可將之分為兩大類，一類是普通聲級計；另一類是精密聲級計，按照聲級計的用途也可分為兩類：一類用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲；一類則用于測量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。聲級計采用了先進的數(shù)字檢波技術(shù)，使得儀器的穩(wěn)定性、可靠性大大提高。聲級計具有操作簡單、使用方便的優(yōu)點；具有量程動態(tài)范圍大、大屏幕液晶數(shù)顯、自動測量存儲各種數(shù)據(jù)等特點。聲級計可廣泛用于各種機器、車輛、船舶、電器等工業(yè)噪聲測量和環(huán)境噪聲測量，適用于工廠企業(yè)、建筑設(shè)計、環(huán)境保護、勞動衛(wèi)生、交通運輸、教學、醫(yī)療衛(wèi)生、科研等部門的聲測試領(lǐng)域。注意事項注意事項1)使用前應(yīng)先閱讀說明書，了解儀器的使用方法與注意事項。2)儀器應(yīng)避免放置于高溫、潮濕、有污水、灰塵及含鹽酸、堿成分高的空氣或化學氣體的地方。3)安裝電池或外接電源注意極性，切勿反接。長期不用應(yīng)取下電池，以免漏液損壞儀器。4)傳聲器切勿拆卸，防止擲摔，不用時放置妥當。5)勿擅自拆卸儀器。如儀器不正