噪聲測量ABC1406

1、噪噪 聲聲 測測 量量 ABC衡陽衡儀電氣有限公司產(chǎn)品電工儀表噪聲測量儀器工業(yè)自動化儀表盤低壓電器成套裝置衡陽衡儀電氣有限公司董事、首席工程師教授級高級工程師國務(wù)院特殊津貼專家全國聲學計量技術(shù)委員會委員全國電聲學標準化技術(shù)委員會委員全國實驗室儀器標準化技術(shù)委員會委員全國電工儀器儀表標準化技術(shù)委員會委員衡陽市專家聯(lián)誼會理事1975年畢業(yè)于湖南大學電磁測量與儀表專業(yè)從事儀器儀表設(shè)計與企業(yè)管理39年主持國家和省部級重點項目20余項獲全國科學大會獎及各級科技進步獎8項 發(fā)表學術(shù)論文30余篇參與編寫中國大百科全書、機械工程手冊、計量檢測人員培訓教材之聲學計量主持制訂國家標準、國家計量技術(shù)法規(guī)30余項 G

2、B/T 3783.12010 聲級計 第1部分:規(guī)范GB/T 3783.22010 聲級計 第2部分:型式評定試驗GB/T 20441.12010 測量傳聲器 第1部分:實驗室標準傳聲器規(guī)范GB/T 20441.42006 測量傳聲器 第4部分:工作標準傳聲器規(guī)范GB/T 20441.6201X 測量傳聲器 第6部分:測定頻率響應(yīng)用靜電激勵器GB/T 151732010 聲校準器GB/T 159522010 個人聲暴露計規(guī)范GB/T 268082011 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置 低溫恒溫槽GB/T 268092011 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置 低溫恒溫循環(huán)裝置GB/T 288502012 恒溫槽與恒溫

3、循環(huán)裝置 高溫恒溫槽GB/T 288532012 恒溫槽與恒溫循環(huán)裝置 高溫恒溫循環(huán)裝置GB/T 288512012 生化培養(yǎng)箱通用技術(shù)條件GB/T 288522012 生物人工氣候箱通用技術(shù)條件GB/T 292502012 遠紅外干燥箱GB/T 292512012 真空干燥箱GB/T 292522012 實驗室儀器和設(shè)備質(zhì)量檢驗規(guī)則GB/T 292532012 實驗室儀器和設(shè)備常用圖形符號GB/T 300962013 實驗室儀器和設(shè)備常用文字符號GB/T 300992013 實驗室離心機通用技術(shù)條件GB/T 302422013 磁電系速度傳感器通用技術(shù)條件 GB/T 304352013 電熱

4、干燥箱與電熱鼓風干燥箱SJ/T 107242013 測量電容傳聲器通用規(guī)范SJ/T 107252013 測量電容傳聲器電聲性能試驗方法OIML R1021992 聲校準器國際計量規(guī)程JJG 1782001 聲級計檢定規(guī)程JJG 4492002 倍頻程和1/3倍頻程濾波器檢定規(guī)程JJG 9802003 個人聲暴露計檢定規(guī)程JJG 9922004 聲強測量儀檢定規(guī)程JJF 10342005 聲學計量名詞術(shù)語及定義JJF 11372005 傳聲器前置放大器校準規(guī)范JJF 11572006 測量放大器校準規(guī)范JJF 12412010 聲級記錄儀校準規(guī)范JJF 12432010 高聲壓傳聲器校準儀校準規(guī)

5、范JJF 12932011 靜電激勵器校準規(guī)范JJF 13462012 次聲及超聲濾波器校準規(guī)范 1.1 聲音的作用交談享受音樂 提醒和警告 電話鈴聲、敲門聲 質(zhì)量評價和診斷 心臟雜音、刮擦聲音量高達127 dB驅(qū)趕狒狒和猛獸 召集部落會議 1.2 什么是聲音聲音的定義： 在空氣、水和其它彈性媒介中，人耳所能聽到的任何壓力變化。 含義： 從物理角度：聲音是可引起聽覺的聲波。從生理角度：聲音是由聲波所引起的聽覺?！奥暋笔且话愕男g(shù)語“音”通常指有調(diào)的聲聲音源自振動：振動疏密波壓力周期性變化。 -波長，mc -聲速，m/sf -頻率，1/sfcfc空氣（20）中的聲速為343 m/s水（25）中和聲

6、速為1497 m/s鋼鐵中的聲速約為5000 m/s1.3 頻率次聲可聽聲超聲 可聽聲：頻率為20 Hz20 kHz 次聲： 頻率低于20 Hz 超聲： 頻率高于20 kHz頻率人與動物的可聽聲的頻率常見聲源的頻率1.4 聲壓和聲壓級有聲波時，媒質(zhì)中壓力與靜壓的差值稱為聲壓。 聲壓的單位為帕斯卡（Pa）。 健康人耳所能聽到的最低聲音為20 Pa，所能隨承受的最高聲音約為200 Pa。由于：人耳所能處理的聲壓從20 Pa至200 Pa，大小相差千萬倍，處理起來不甚方便；人耳的反應(yīng)與聲壓變化的百分數(shù)成正比，即，人耳具有對數(shù)特性。故引入了聲壓級級：level聲壓級：給定的方均根聲壓與基準聲壓之比的以

7、10為底的對數(shù)的20倍 聲壓級的單位為分貝（dB）,即1貝爾的十分之一 P0為基準聲壓，其值為20 Pa對應(yīng)20 Pa200 Pa聲壓，聲壓級為0 dB140 dB0lg20ppLp1.5 等響曲線響度 ：用于將聲音按由弱到強排序的聽覺屬性。單位為宋，sone，1 sone: 1 kHz、40 dB的平均響度響度主要取決于激勵的聲壓，但還與頻率、波形 和持續(xù)時間有關(guān)。響度級：聲音的響度參數(shù)，其數(shù)值等于根據(jù)聽力正常的聽者、面向聲源，在規(guī)定次數(shù)的試驗中，判斷為等響的、1 kHz的自由行波中值聲壓級單位為方，phon 等響曲線決定聲音響度的因素非常復雜，至今仍在研究中。人耳頻率響應(yīng)具有非線性。人耳的

8、頻率響應(yīng)與聲音的大小有關(guān)。由大量實驗得出等響曲線，表示在不同頻率上要得到與1 kHz純音一樣響所需要的聲壓級。例：一個50 Hz純音要聽起來與1 kHz70 dB的純音一樣響，它的聲壓級要提高15 dB。一個20 Hz的聲音要聽起來與 1 KHz的聲音同樣響，聲壓級差不多要提高80 dB。等響曲線聲音的感受聲壓級：0 dB：可聞域；140 dB：痛域；聲壓級變化：3 dB：人耳可分辨的最小的聲音變化；5 dB：明顯地變化10 dB：聲音的響度為原來的二倍。15 dB：很大的變化1.6 頻率計權(quán)聲壓級聲音測量常常要考慮人的主觀感覺，故要要模擬人耳的頻率特性。IEC規(guī)定了A、B、C、Z等標準化的頻

9、率計權(quán)特性。D計權(quán)用于航空噪聲的測量。經(jīng)頻率計權(quán)的聲壓級稱為頻率計權(quán)聲級，簡稱為聲級，如：A頻率聲級，或A聲級。一般都使用A頻率計權(quán)。A頻率計權(quán)頻率計權(quán)曲線1.7 時間計權(quán)聲壓級于：人耳的慣性，聲音的持續(xù)時間越短，人耳的靈敏度越低。為便于測量。 IEC規(guī)定了三種時間計權(quán)S（稱為慢計權(quán)） 時間常數(shù)為1 sF（稱為快計權(quán)） 時間常數(shù)為125 ms I（稱為脈沖計權(quán)） 前沿時間常數(shù)為35 ms 后沿時間常數(shù)為1500 ms經(jīng)時間計權(quán)的聲級稱為時間計權(quán)聲級。1.8 什么是噪聲許多的聲音是不悅耳的或是不受歡迎的，有的聲音還給人們帶來傷害，這類聲音即為噪聲。噪聲給人們帶來煩惱的程度不僅與聲音的性質(zhì)有關(guān)，還

10、取決于人的主觀態(tài)度：噴氣式飛機在試飛時的聲音，對飛機設(shè)計師也許象音樂般悅耳，但對居住在跑道末端的居民卻時震耳欲聾的極度痛苦。玻璃上的刮擦聲和水龍頭的滴水聲，盡管聲音很小，可能比響雷更令人煩躁。 噪聲的定義： 雜亂無章的聲音。 一切不需要的聲音。按聲源可分為： 機械噪聲源：撞擊噪聲、磨擦噪聲、電磁噪聲、結(jié)構(gòu)振動輻射噪聲等； 空氣動力性噪聲源：噴射噪聲、渦流噪聲、燃燒噪聲、激波噪聲等； 交通運輸工具噪聲源：汽車噪聲、鐵路噪聲、飛機噪聲等； 社會活動噪聲源。根據(jù)噪聲的時間特性，可分為： 穩(wěn)態(tài)噪聲（聲壓級變化不超過5 dB） 周期性變化噪聲 無規(guī)噪聲 脈沖聲根據(jù)噪聲的頻率成份，可分為： 白噪聲（頻譜連

11、續(xù)并且基本均勻的噪聲 ） 粉紅噪聲（低頻分量占主要成份的噪聲） 窄帶噪聲（能量集中在一個頻率或很窄的頻帶內(nèi)的噪聲）1.9 噪聲的危害廢水 廢氣固體廢棄物 電磁輻射噪聲對人的危害是全身性的高聲級的聲音可能破壞物體噪聲對人的危害噪聲對聽覺系統(tǒng)的影響： * 聽力下降，妨礙語言交流； * 引起噪聲性耳聾。噪聲對神經(jīng)系統(tǒng)的影響： * 耳鳴、煩惱、影響睡眠； * 注意力不集中，反映遲鈍，影響工作能力和效率； * 記憶力減退； * 情緒不穩(wěn)定，易怒 。噪聲對心血管系統(tǒng)的影響 * 心跳加快，心律不齊； * 血管痙攣，血壓升高； * 心血管疾病加重。噪聲對人的危害噪聲對消化系統(tǒng)的影響： * 消化不良，食欲不振；

12、 * 惡心，甚至嘔吐； * 引發(fā)胃病或胃潰瘍。噪聲對生殖系統(tǒng)的影響： * 婦女月經(jīng)失調(diào)； * 男子精子質(zhì)量下降，甚至引起不育。噪聲的影響還在研究之中噪聲對人的危害噪聲破壞物體1977年荷蘭皇家海軍陸戰(zhàn)隊解救被劫持列車的戰(zhàn)例噪聲炮 155 dB2010-08-23交火1小時23人質(zhì)，7死8傷2.1 什么是聲學聲學是研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和效應(yīng)的科學。聲學包括如下學科：水聲學 超聲學和聲能學 生理聲學和心理聲學語言聲學 音樂聲學 建筑聲學和噪聲控制2.2 計量與測量計量和測量是兩個不同的概念 測量是以確定量值為目的一組操作。 計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動。 計量是測量的基礎(chǔ)，測量是計

13、量的目的。聲學計量為十大計量之一 * 幾何量計量 * 熱學計量 * 力學計量 * 電磁學計量 * 電子學計量* 光學計量 * 時間頻率計量 * 電離輻射計量 * 物理化學計量2.3 聲學計量的分科聲學計量是研究聲學基本參量（如聲壓等）和主觀評價參量（如響度）的測量、保證單位統(tǒng)一和量值準確的科學技術(shù)。根據(jù)聲波的傳播介質(zhì)和頻率的不同，聲學計量分為：* 水聲計量* 超聲計量 * 聽力計量2.4 空氣聲的量值傳遞和溯源右圖說明了空氣聲聲壓量值傳遞和溯源自上而下為傳遞由下往上為溯源計量基準用于量值的復現(xiàn)和保存。計量標準用于量值的傳遞。工作計量器具用于測量。3.1 儀器儀表的分類工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)科

14、學測試儀器常用儀器儀表專用儀器儀表PA、FA、（BA）、IA分析、電工、電子、光學、試驗機、實驗儀器、測繪供應(yīng)用、衡器、常用觀測、家用醫(yī)療車用、教學、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)林牧漁、氣象海洋導航、核測量、勘探地震、計時3.2 噪聲測量儀器的分類噪聲測量儀器屬電子儀器，歸于實驗室儀器行業(yè)，由于測量噪聲通常是出于環(huán)保的目的，故有時也歸入環(huán)境監(jiān)測儀器。常用噪聲測量儀器可分為以下幾類：測量傳聲器：標準傳聲器、測試傳聲器等； 噪聲測量儀器：聲級計、聲暴露計、聲強測量儀等；噪聲分析儀器：濾波器、頻率分析儀、聲分析儀等；信號發(fā)生器：正弦信號發(fā)生器，白噪聲信號發(fā)生器；校準儀器：聲校準器、標準聲源等；記錄儀器：聲級記

15、錄儀、打印機。3.3 測量傳聲器3.3.1 測量傳聲器的用途測量傳聲器是一種聲電換能器，用于將聲信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。測量傳聲器可用作：計量基準；計量標準；工作計量器具；噪聲測量儀器中的聲電換能元件。3.3.2 測量傳聲器的分類按工作原理，測量傳聲器可分為：動圈式傳聲器壓電式傳聲器電容式傳聲器（主要用作標準傳聲器）駐極體傳聲器（用于大部分的測量儀器中）電容式傳聲器的優(yōu)點：頻率范圍寬；動態(tài)范圍大；系統(tǒng)線性好。電容式傳聲器的缺點：需由外部提供極化電壓；環(huán)境穩(wěn)定性差。駐極體傳聲器又稱為預極化電容傳聲器，它由內(nèi)部高分子材料產(chǎn)生的內(nèi)部電場代替外部電場，從而克服了電容傳聲器中由于外部極化電壓所產(chǎn)生的高電

16、場所引發(fā)的各種問題。駐極體傳聲器有兩種 膜片駐極體背極板駐極體測量傳聲器按用途和精度可分為：實驗室標準傳聲器LS（用作計量基準或計量標準）工作標準傳聲器WS（用作計量標準或工作計量器具）測試傳聲器 （用作工作計量器具或儀器元件）傳聲器圖3.3.3 電容傳聲器的工作原理構(gòu)成電容兩極板（導電的彈性膜片和剛性的后極板）上的電荷由外加的極化電壓（通常為200 V）提供，也可由極板材料（預極化的電介質(zhì)）產(chǎn)生。電容傳聲器的膜片質(zhì)量很小，可隨聲壓的變化而運動，從而改變膜片與后極板間的距離，其電容量也相應(yīng)改變。膜片后極板均壓孔絕緣片電輸出端外殼當提供電荷的極化電路的時間常數(shù)遠大于被測聲波的周期時，電容器上的電

17、荷量近似恒定，在電輸出上可得到與被測聲壓的波型和幅值成比例的交流電壓。因此，測得電容器的輸出電壓便可得知相應(yīng)的聲壓。傳聲器的輸出電壓由下式給出：式中；U傳聲器的輸出電壓；C傳聲器電容時的改變量；C0傳聲器未受到聲壓作用時的電容量；U0極化電壓。 00UCCU3.3.4 測量傳聲器的主要性能靈敏度和靈敏度級 傳聲器輸出端的開路電壓與均勻作用于傳聲器膜片表面上的聲壓之比 一般為50 mV/Pa，或-26 dB頻率范圍如10 Hz20 kHz，2 dB動態(tài)范圍傳聲器可能測量的聲壓級的范圍通常為（14145）dB長期穩(wěn)定性如0.02 dB/a產(chǎn)品型號HY203HY205HY245標稱直徑（mm）23.

18、7712.76.35靈敏度（mV/Pa）50501頻率響應(yīng)（Hz）2180004160001031600動態(tài)范圍（dB）151441514650165極化電壓（V）200003.3.5 衡儀公司生產(chǎn)的測量傳聲器衡儀公司生產(chǎn)的測量傳聲器屬國內(nèi)一流，并批量出口到英國。主要產(chǎn)品性能指標如下：3.4 聲級計3.4.1 聲級計的分類聲級計是包括有傳聲器、信號處理器及顯示裝置，用于測量時間計權(quán)聲級、平均聲級或聲暴露級的儀器。聲級計是最基本、最常用的噪聲測量儀器。聲級計分為：時間計權(quán)聲級計：可測量指數(shù)時間計權(quán)聲級的聲級計 積分-平均聲級計：可測量時間平均聲級的聲級計 積分聲級計：可測量聲暴露級的聲級計 個人

19、聲暴露計：用于測量人頭附近的聲暴露并設(shè)計成指示聲暴露量的儀器注：噪聲統(tǒng)計分析儀、脈沖聲級計可看作是特殊的聲級計。3.4.2 聲級計的分級根據(jù)新的國際標準IEC 61672:2013分為：3.4.3 聲級計的工作原理工作原理： 測量傳聲器將聲信號轉(zhuǎn)換為等效的電信號。由于傳聲器產(chǎn)生的電信號非常微弱，在處理前需由前置放大器放大。經(jīng)過頻率計權(quán)，使聲級計的靈敏度象人耳一樣隨頻率變化，以仿真等響曲線。頻率計權(quán)后的信號經(jīng)放大，由有效值檢波器得出信號的方均根值，經(jīng)時間計權(quán)后，以分貝為單位顯示在顯示裝置上。 對積分聲級計或平均聲級計，由內(nèi)部的微型計算機或模擬計算電路計算等效連續(xù)聲級或聲暴露級。方框圖 3.4.4

20、 聲級計的主要電聲性能標準規(guī)定了聲級計的主要電聲性能及要求：測量范圍：通常為（30130）dB指向性響應(yīng)：對來自各個方向的聲音應(yīng)有均等的響應(yīng)頻率計權(quán)：A計權(quán)、C計權(quán)、Z計權(quán)、平坦頻率響應(yīng)級線性自生噪聲猝發(fā)聲響應(yīng)過載指示p體積小 重量輕p攜帶方便p采用薄膜接觸開關(guān)性能等級：2級測量范圍：(35130)dBA頻率計權(quán)：A時間計權(quán)：F重量：192 g尺寸：(140*72*24) mmp 體積小 攜帶方便p 操作簡便p 采用薄膜接觸開關(guān) 可測量：A聲級最大聲級最小聲級等效連續(xù)聲級累積百分聲級標準偏差 性能等級：2級 重量：192 g 尺寸：(140*72*24) mmp 體積小 攜帶方便p 操作簡便p

21、 采用薄膜接觸開關(guān) 可測量：A聲級最大聲級等效連續(xù)聲級聲暴露歸一化8h平均聲級噪聲劑量標準偏差 性能等級：2級 重量：192 g 尺寸：(140*72*24) mmp可測量等效連續(xù)聲級p內(nèi)附倍頻程濾波器p具備峰值C聲級功能性能等級：2級測量范圍：(32140)dB頻率計權(quán)：A、Flat濾波器中心頻率：31.5Hz16kHz，倍頻程時間計權(quán)：F、S、I192 gp配有微型打印機pRS232通訊接口p漢字菜單可測量：A聲級等效連續(xù)聲級累積百分聲級最大聲級最小聲級聲暴露級pUSB通訊接口p技術(shù)引進產(chǎn)品可測量：A、C、Z聲級等效連續(xù)聲級累積百分聲級(L0.1L99.9)最大聲級最小聲級聲暴露級峰值C聲

22、級計1/1倍頻程頻帶聲壓級1/3倍頻程頻帶聲壓級可存貯：1300個寬帶測量值770個倍頻程譜330個1/3倍頻程譜可采集11天的數(shù)據(jù)自動重復測量自動同步啟動下載數(shù)據(jù)到PC由PC控制聲級計3.5 聲分析用濾波器3.5.1 什么是濾波器濾波器是一種將信號中各分量按頻率加以分離的設(shè)備。濾波器能使一個或幾個頻帶中的信號分量通過時基本上不受衰減，對其他頻帶中的分量則加以衰減。 濾波器是最簡單、最常用的噪聲頻率分析儀器。頻率分析的目的是找出噪聲的主要頻率分量，為制訂噪聲治理方案提供依據(jù)。如對電動機的噪聲進行頻率分析：100 Hz附近有較大噪聲分量電磁噪聲；低頻噪聲大 動不平衡；高頻噪聲大 軸承噪聲；3.5

23、.2 濾波器分類按頻率特性，濾波器分為： 低通濾波器 高通濾波器 帶通濾波器 帶阻濾波器在測量儀器的電路設(shè)計中經(jīng)常運用濾波器提高電路的性能。 利用低通濾波器濾除高頻干擾 利用高通濾波器消除低頻噪聲按實現(xiàn)方法，濾波器分為：模擬濾波器：對輸入信號連續(xù)工作以產(chǎn)生一個經(jīng)濾波輸出的濾波器。 取樣數(shù)據(jù)濾波器：對輸入信號取樣并產(chǎn)生一個經(jīng)濾波的輸出的計算過程。 數(shù)字濾波器：取樣數(shù)據(jù)濾波器的子集，運用于輸入數(shù)據(jù)的數(shù)字化取樣。3.5.3 帶通濾波器（組）的分類和分級帶通濾波器是噪聲頻率分析中用得最多的一種濾波器。利用帶通濾波器(組)可實現(xiàn)選頻測量。帶通濾波器分為：恒帶寬濾波器：在所感興趣的頻率范圍內(nèi)，濾波器的帶寬

24、為恒定值，如10 Hz。恒百分比帶寬濾波器：相鄰兩個濾波器的帶寬之比為恒定值。常用的恒百分比帶寬濾波器主要有：倍頻程濾波器 每個通帶都是一個倍頻程，兩個相鄰的濾波器的中心頻率之比都為2的帶通濾波器。1/3倍頻程濾波器 每個濾波器的通帶為1/3倍頻程，兩個相鄰的濾波器的中心頻率之比為21/3的帶通濾波器。 根據(jù)IEC 61260:2001，倍頻程和1/3倍頻程濾波器分為0級、1級、2級三個性能等級。頻程：兩個聲或其他信號的頻率間的距離。倍頻程：兩個基頻相比為2的聲或其他信號間的頻程。 3.5.4 帶通濾波器的主要特性中心頻率 f0上限截止頻率 f1下限截止頻率 f2-3dB帶寬 B = f2 -

25、 f1濾波器衰減參考衰減相對衰減3.5.5 倍頻程濾波器組3.5.6 頻率分析的作用舉例3.6 聲校準器3.6.1 聲校準器的定義和用途聲校準器是一種當其耦合到規(guī)定結(jié)構(gòu)和規(guī)定型號的傳聲器上時，能在一個或多個規(guī)定的頻率產(chǎn)生一個或多個已知有效聲壓級的校準裝置。聲校準器的主要用途：測定規(guī)定型號和結(jié)構(gòu)的傳聲器的聲壓靈敏度檢查或調(diào)節(jié)聲學測量裝置或系統(tǒng)的總靈敏度3.6.2 聲校準器的分類和分級目前在用的聲校準器大致有三類活塞發(fā)聲器聲級校準儀多功能聲校準器根據(jù)IEC 60942:2003 ，聲校準器分為三級LS級：僅在實驗室中使用 1級：現(xiàn)場使用，與1級聲級計配套2級：現(xiàn)場使用。與2級聲級計配套3.6.3

26、活塞發(fā)聲器安裝在微型電機軸上的凸輪對稱地推動兩個活塞，活塞由保持彈簧以一定的壓力使活塞尖端在運動中與凸輪保持接觸。凸輪半徑為轉(zhuǎn)角的正弦函數(shù)。運動時，凸輪將使活塞產(chǎn)生四倍于轉(zhuǎn)速的正弦運動，空腔的體積亦按正弦規(guī)律變化。8cos4sin)(CBAr保持彈簧凸輪活塞襯套耦合腔ArBa當與傳聲器耦合時，在空腔中所產(chǎn)生的等效的有效值聲壓由下式計算：P空腔中的有效值聲壓，dB；空腔中氣體的比熱比，對20 干燥的空氣，=1.402；Pa耦合腔中的實際靜壓，Pa；Ap單個活塞的截面積，mm2；B單個活塞相對于平均位置的最大位移，mm；V活塞在中間位置時的有效腔體積，mm3。從上式可看出，除靜壓和空氣的比熱比之外

27、，活塞發(fā)聲器所產(chǎn)生的聲壓取決于其機械尺寸。通過調(diào)速系統(tǒng)控制微型電機的轉(zhuǎn)速，就可得到頻率精確且穩(wěn)定的聲壓級?；钊l(fā)聲器所產(chǎn)生的諧波失真主要來自于凸輪的形狀，因此需精密加工?；钊屯馆喌哪p將導致聲壓級的改變，所以活塞應(yīng)采用耐磨的自潤滑以合成材料，凸輪也應(yīng)是耐磨的。 VBAPppa223.6.4 聲級校準器聲級校準器通常由電子振蕩器、電聲換能器和耦合腔等部分組成。電子振蕩器產(chǎn)生頻率和幅值都很穩(wěn)定的正弦電信號，推動電聲換能器在耦合腔中產(chǎn)生規(guī)定的聲壓級。電聲換能器可以是壓電晶體型的，也可以是動圈式的。當來自振蕩器的正弦電信號施加在壓電片上時，由于逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷將產(chǎn)生機械振動，帶動固定在其上的金屬

28、振膜而產(chǎn)生聲音。前腔被檢傳聲器后腔振膜壓電片共鳴腔振蕩器3.6.5 多功能聲校準器特點可在多個頻率產(chǎn)生多個聲壓級可產(chǎn)生時間可控制的猝發(fā)音內(nèi)置參考傳聲器穩(wěn)定性高用途校準聲級計等聲學測量儀器的靈敏度檢查頻率響應(yīng)頻率計權(quán)檢查時間計權(quán)檢查峰值因數(shù)能力檢查衰減器誤差變幅正弦信號發(fā)生器聲壓級基 準頻 率基 準反 饋電 路過 載增 益被 校傳聲器控 制電 路耦合腔參 考傳聲器電 聲換能器3.6.6 衡儀公司生產(chǎn)的聲校準器HY604型聲校準器性能等級：1級聲壓級：94dB、114dB頻率：1 kHz總諧波失真： 3 %具有溫度和靜壓自修正3.7 噪聲分析儀3.7.1 噪聲分析儀的類型噪聲級分析儀特殊的聲級計，

29、對噪聲的聲級進行統(tǒng)計分析頻率分析儀對噪聲的頻率構(gòu)成進行分析信號分析儀實時分析儀聲強分析儀3.7.2 衡儀公司生產(chǎn)的噪聲分析儀ASAW5型聲學測量工作站由傳聲器、前置放大器、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理器（DSP）和計算機系統(tǒng)組成。聲音經(jīng)傳聲器及前置放大器轉(zhuǎn)換為電信號后，由高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器變換為數(shù)字信號，直接進入DSP進行信號處理，再由計算機程序?qū)崿F(xiàn)各種預定的測量分析功能。特點：測量精度高功能強大，方便擴充操作簡便性價比高主要功能雙通道聲級計及信號采集聲強測量聲功率測量掃頻儀1/3倍頻程濾波器建筑聲學分析測量揚聲器特性測量失真測試4 噪聲測量儀器的應(yīng)用4.1 噪聲測量儀器的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器噪聲測量

30、環(huán)境噪聲測量作業(yè)場所噪聲測量基于噪聲的自動化控制和故障診斷建筑聲學測量4.2 機器噪聲測量4.2.1 測量機器噪聲的意義任何帶有運動部件的機械、電工、電子產(chǎn)品在工作時都可能產(chǎn)生噪聲沒有運動部件的一些產(chǎn)品（如變壓器）在工作時也可能會產(chǎn)生噪聲機器噪聲是影響人們的生活質(zhì)量和工作效率的主要污染源機器噪聲已成為衡量產(chǎn)品質(zhì)量水平的重要指標國家發(fā)布了近百項工業(yè)產(chǎn)品的噪聲限值標準和測量方法標準4.2.2 聲壓和聲功率聲源輻射出聲功率，從而產(chǎn)生聲壓我們所聽到的是聲壓，但聲壓是由聲源發(fā)射的聲功率引起的測量得到的聲壓與距聲源的距離及聲波所處的聲環(huán)境有關(guān)聲源輻射的聲功率基本上與環(huán)境無關(guān)與電熱器類比：溫度聲壓 熱功率聲

31、功率4.2.2 聲壓和聲功率4.2.3 聲功率級聲功率（聲能通量）：單位時間內(nèi)通過某一面積的聲能廠家給出的機器噪聲的指標一般都是A頻率計權(quán)的聲功率級聲功率級：聲功率與基準聲功率之比的以10為底的對數(shù)聲功率級的單位為dB?；鶞事暪β蕿镻0=1 pW。0lg10PPLP4.2.3 聲功率級4.2.3 聲功率級4.2.3 聲功率級4.2.4 聲功率級的測量方法聲壓法混響室精密法消聲室精密法半消聲室精密法混響室工程法反射面上方的簡易法使用標準聲源的簡易法聲強法離散點測量法掃描測量法振速法4.2.5 特殊的聲學環(huán)境聲音傳播存在反射、吸收和透射現(xiàn)象消聲室（自由聲場） 聲音全吸收，無反射 距離加倍，聲壓級減

32、小6 dB混響室（擴散聲場） 聲音全反射，無吸收 聲壓級處處相等半消聲室 具有一個至三個反射面4.2.5 特殊的聲學環(huán)境4.2.5 特殊的聲學環(huán)境4.2.5 特殊的聲學環(huán)境4.2.5 特殊的聲學環(huán)境4.2.6 機器噪聲測量的一般程序選擇一個包絡(luò)機器的測量表面 球形 半球形 平等六面體布置測量點（至小為5）測量A計權(quán)聲壓級或頻帶聲壓級測量背景噪聲級計算測量表面平均聲壓級計算測量表面平均背景噪聲級pLniLppiNL11 . 0101lg10niLppiNL11 . 0101lg10計算背景噪聲修正值計算聲功率 S測量表面的面積 S01 m2101lg10)(1 . 01ppLLK21KKLLpp

33、0lg10SSLLpW4.3 環(huán)境噪聲測量4.3.1 如何描述環(huán)境噪聲環(huán)境噪聲是指在某一環(huán)境下總的噪聲。工業(yè)生產(chǎn)噪聲；建筑施工噪聲；交通運輸噪聲；社會生活噪聲。4.3 環(huán)境噪聲測量4.3.1 如何描述環(huán)境噪聲控制環(huán)境噪聲的基本目標：防止引起煩惱并擾亂人們上學活動的噪聲干擾；防止噪聲級繼續(xù)增設(shè)以致進一步降低環(huán)境的質(zhì)量。在大多數(shù)情形下，環(huán)境噪聲是隨時間變化的。ISO推薦環(huán)境噪聲的兩個描述符：等效連續(xù)聲級（平均聲級）累積百分聲級（統(tǒng)計聲級） 4.3.2 等效連續(xù)聲級2120212)(1lg10ttAAeqdtPtPttL等效連續(xù)聲級在相同的時間間隔內(nèi)與實際波動噪聲具有相同的A計權(quán)聲能量的A計權(quán)聲級。

34、niLAeqAinL11 . 0101lg10在采用計算機的聲級計中，大多是按固定的周期對瞬時聲級采樣，按下式計算等效連續(xù)聲級：引入等效連續(xù)聲級后，可用一個值來描述給定時間（如1小時或1天）內(nèi)起伏波動的噪聲。4.3.3 聲暴露級0202AAE/()(lg1021TpdttpLtt聲暴露級是持續(xù)時間為T0=1 s的，具有與給定的持續(xù)時間為T的噪聲事件相同的聲能量的恒定聲級。因為在聲暴露級的定義中時間標定為1s，所以是聲能量的量值，可以用來比較各種不同的噪聲事件。 汽車駛過時產(chǎn)生的噪聲 鳴笛所產(chǎn)生的噪聲聲暴露級和等效連續(xù)聲級通過下式相關(guān)聯(lián)：)/lg(100AeqAETTLL4.3.4 城市區(qū)域環(huán)境

35、噪聲標準為保證城市環(huán)境質(zhì)量。國家標準將城市區(qū)域環(huán)境噪聲限值劃分為5類，分別適用于： 0類：療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域； 1類：以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域； 2類：居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)； 3類：工業(yè)區(qū)； 4類：道路交通干線兩側(cè)區(qū)域。4.3.5 環(huán)境噪聲定點測量方法城市區(qū)域環(huán)境噪聲用平均聲級計測量。測量應(yīng)在無雨、無雪的氣候條件下進行，風速不超過5.5 m/s。測量點選在居住或工作建筑物外，離任一建筑物的距離不小于1 m，傳聲器距地面的垂直距離不小于1.2 m。進行24 h連續(xù)監(jiān)測，測量每小時的等效聲級。分別計算晝間（6:0022:00）等效聲級Ld和夜間（22:006:0

36、0）等效聲級Ln。顧及到人們夜間對噪聲的容忍程度減小，將22:00到6:00期間測得的噪聲級多加上10 dB，計算晝夜等效聲級：根據(jù)每小時的等效聲級，繪制定點測量的24 h噪聲污染分布曲線。241081016lg10)10(1 . 01 . 0dnndLLL4.3.6 環(huán)境噪聲普查測量方法將某個區(qū)域（如整個城市）劃分為等距離的網(wǎng)格，如250 mX250 m，網(wǎng)格數(shù)量應(yīng)大于100。測量點位于每個網(wǎng)格的中心。分別在晝間和夜間進行測量，每次每個測點測量10 min的等效連續(xù)聲級。計算全部網(wǎng)格中心測點測得的晝間（或夜間）10 min等效連續(xù)聲級的算術(shù)平均值，作為被測量區(qū)域（或整個城市）的晝間（或夜間）

37、的噪聲評價值。按5 dB一檔分級，用不同的顏色表示每一檔等效聲級，繪制噪聲污染空間分布圖。nieqiLnL114.3.7 城市道路交通噪聲測量方法測點應(yīng)選在兩路口之間，道路邊人行道上，離車行道的路沿20 cm處，距路口應(yīng)大于50 m，各測點每次取樣測量20 min的等效聲級，以及累積百分聲級L5、L50、L95，作為該路段的道路交通噪聲評價值。計算各路段的等效聲級和累積百分聲級的路段長度加權(quán)算術(shù)平均值，作為全市道路交通噪聲平均值。niiiLllL114.3.7 累積百分聲級（統(tǒng)計聲級）累積百分聲級LN是在測量時間T內(nèi)，有N %時間超過的某一聲級。 累積百分聲級L5：5 %的時間超過的聲級。 累

38、積百分聲級L50：50 %的時間超過的聲級。 累積百分聲級L95：90 %的時間超過的聲級。舉例：在500 s的測量時間，每5 s采樣測量1次，共測得100瞬時噪聲級，將這些采樣值從大到小依次排列， 第5個數(shù)值為L5 第50個數(shù)值為L5 第95個數(shù)值為L954.4 作業(yè)場所噪聲測量4.4.1 作業(yè)場所噪聲衛(wèi)生標準職業(yè)健康與安全。新建、改建、擴建企業(yè)職工每工作日8小時，允許暴露于等效級不超過85 dB。老企業(yè)可放寬到90 dB。等效聲級增加3 dB，暴露時間應(yīng)減半。等效聲級為88 dB時，暴露時間應(yīng)不大于4 h。等效聲級為91 dB時，暴露時間應(yīng)不大于2 h。最高瞬時噪聲級不允許超過115 dB

39、。有的工業(yè)發(fā)達國家規(guī)定作業(yè)場的最高峰值C聲級不得超過140 dB4.4.2 作業(yè)場所噪聲測量方法測點的選擇：作業(yè)人員的人耳位置 在員工操作和管理的活動范圍內(nèi)，以人耳高度為準布置數(shù)個測點測量儀器的選擇作業(yè)場所噪聲為穩(wěn)態(tài)噪聲時，可用常規(guī)聲級計作業(yè)場所噪聲為非穩(wěn)態(tài)噪聲時，應(yīng)選用積分聲級計或平均聲級計最好是采用聲暴露計4.4.3 作業(yè)場所噪聲的評價量等效連續(xù)聲級 聲暴露在規(guī)定的經(jīng)歷時間，如一個工作日中，瞬時A計權(quán)聲壓平方對時間的積分，單位為Pa2h。歸一化8 h平均聲級在歸一化時間間隔Tn為8小時內(nèi)的A計權(quán)聲壓的時間均方聲級。 Aeq1 . 020A10LTpE)/lg(10AeqAeq,8hnnTT

40、LL4.5 建筑聲學測量主要測量建筑物的：混響時間。吸聲系數(shù)。隔聲量?；祉憰r間是描述房間或空間聲質(zhì)量最重要的參數(shù)，對于聲級、語言可理解度和音樂的感知都是重要的?；祉憰r間的測量混響時間：激勵停止后，聲音在房間中的聲壓級衰減60 dB所需要的時間。通常是測量降落10 dB、20 dB或30 dB的衰變，并外推至60 dB的范圍混響時間的測量混響時間的測量4.6 噪聲測量的不確定度在少數(shù)幾種聲學實驗室校準程序可得到0.1dB的一致性。用聲校準器在一個頻率上對聲級計的現(xiàn)場校準的一致性僅為0.7 dB。在精心控制的條件下的測量精度可達到1 dB。噪聲測量的不確定度來源于測量儀器、測量條件、測量對象和測量

41、者等諸多因素，在多數(shù)情況下限制測量精度的主要因素不是測量儀器，而是被測聲源、聲場或聲學環(huán)境條件，所以過分強調(diào)儀器的精度等級是沒有什么意義的。聲學測量的主要誤差來自傳聲器附近物體的反射和駐波，當測點與身體的距離小于一米、聲波頻率為4 kHz左右時，來自測量者身體的反射可能會引起高達6 dB的誤差。如果背景聲級在被測噪聲的3 dB之內(nèi)，讀數(shù)無效的；背景噪聲比被測噪聲低3 dB9dB，需對測量結(jié)果加以修正。風在掠過傳聲器時將產(chǎn)生寄生噪聲。在室外測量時，應(yīng)在傳聲器上使用防風球。5 噪聲測量儀器的發(fā)展趨勢5.1 儀器儀表的發(fā)展歷程從十七世紀工業(yè)革命到二十世紀初，是基于物理從十七世紀工業(yè)革命到二十世紀初，

42、是基于物理定義的模擬儀器，如伏特表、安培表等。這些儀表基本解決定義的模擬儀器，如伏特表、安培表等。這些儀表基本解決了當時很多物理量的測量問題。了當時很多物理量的測量問題。大約從二十世紀初到二十世紀五十年代，是以記大約從二十世紀初到二十世紀五十年代，是以記錄儀、示波器等為代表的電子儀器。從測量儀器儀表的材料錄儀、示波器等為代表的電子儀器。從測量儀器儀表的材料性能改善到全新型電子元器件的問世，測量理論和方法與新性能改善到全新型電子元器件的問世，測量理論和方法與新型電子技術(shù)?？刂萍夹g(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了具有現(xiàn)代意義的電子儀型電子技術(shù)。控制技術(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了具有現(xiàn)代意義的電子儀器儀表。器儀表。隨著晶體管與集成電

43、路的出現(xiàn)和電子應(yīng)隨著晶體管與集成電路的出現(xiàn)和電子應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)成功地運用到測量儀器，用技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)成功地運用到測量儀器，二十世紀二十世紀60年代和年代和70年代左右出現(xiàn)的數(shù)字儀表是年代左右出現(xiàn)的數(shù)字儀表是第三代測量儀器的典型代表。電子技術(shù)。控制技術(shù)。第三代測量儀器的典型代表。電子技術(shù)?？刂萍夹g(shù)。集成電路和計算機技術(shù)融為一體，成為測量儀器的集成電路和計算機技術(shù)融為一體，成為測量儀器的主要特征。主要特征。二十世紀二十世紀80年代以來的第四代測量儀器，除了上年代以來的第四代測量儀器，除了上述技術(shù)以外還采用了數(shù)字信號處理技術(shù)（述技術(shù)以外還采用了數(shù)字信號處理技術(shù)（D1gital sin

44、gle Processor， DSP）、系統(tǒng)辨識技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)）、系統(tǒng)辨識技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)學。儀器的精度越來越高，功能越來越強，性能越來越好。學。儀器的精度越來越高，功能越來越強，性能越來越好。二十世紀二十世紀90年代以來的第五代測量儀器，為虛擬年代以來的第五代測量儀器，為虛擬儀器，它是儀器，它是在通用計算機（如PC機、Mac或工作站）中加上軟件和/或硬件，并使用計算機屏幕提供儀器虛擬界面的測量儀器。5.2 儀器儀表的發(fā)展趨勢5.3 噪聲測量儀器的熱點技術(shù)5.3.1 測量儀器全數(shù)字化、虛擬化 對傳聲器的輸出信號適調(diào)后，由高速ADC對交流信號高速采樣。 頻率計權(quán)、檢波、時間計權(quán)

45、、對數(shù)變換等由軟件實現(xiàn)。 為不同的測量對象和用戶編制專門的測試程序，實現(xiàn)個性化設(shè)計PULSE多分析儀傳感器傳感器 數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器 PC 軟件軟件LAN XI前端和前端和PULSE Reflex程序程序典型的虛擬儀器典型的虛擬儀器 聲振信號測量分析實驗室聲振信號測量分析實驗室聲聲傳感器數(shù)據(jù)采集器傳感器數(shù)據(jù)采集器PC聲聲信號處理軟件信號處理軟件聲聲分析儀分析儀振動振動傳感器數(shù)據(jù)采集器傳感器數(shù)據(jù)采集器振動振動信號處理軟件信號處理軟件振動振動分析儀分析儀也可用于其他信號的分析也可用于其他信號的分析何為多分析儀？ * 能同時用作幾臺分析儀器（并行） * 能分析相同或不同的信號 * 節(jié)省時間但能保證數(shù)據(jù)的連貫性LAN XI數(shù)據(jù)采集器的特點 每個最多可達每個最多可達12路路 5插槽機箱插槽機箱 12插槽機箱插槽機箱 2-1000個通道個通道 獨立數(shù)據(jù)采集器獨立數(shù)據(jù)采集器 每個模塊有自己的網(wǎng)頁每個模塊有自己的網(wǎng)頁 160 dB動態(tài)范圍動態(tài)范圍5.3.2 采用聲強法測量機器噪聲 聲強是表明聲能量流動強弱及方向的一個矢量。 聲強可在任何聲場條件下測量，實現(xiàn)機器噪聲的現(xiàn)場測量。 測量聲強時，穩(wěn)態(tài)背景噪聲對被測機器的聲功率沒有影響，因此可在多臺機器工作時，測量單臺機器的噪聲