汽車振動噪聲測試儀器

汽車振動噪聲測試儀器在汽車噪聲測試過程中用的設(shè)備儀器有傳聲器、聲級計、頻譜分析儀和聲強(qiáng)分析儀器等，工程實際中聲級計和頻譜分析儀用來區(qū)分構(gòu)成噪聲的頻率特性[4443]；聲強(qiáng)分析儀器不僅可以測試汽車的聲壓級、聲強(qiáng)級，同樣可以制作有關(guān)數(shù)據(jù)的聲強(qiáng)三維譜圖。針對不同的噪聲測試目標(biāo)，因此選用的儀器也相應(yīng)不同。聲壓、頻率、聲功率和質(zhì)點振動速度是聲音的主要特性。在汽車振動與噪聲測試應(yīng)用中主要考慮聲壓和頻率這兩個指標(biāo)，因此也是主要的測量目標(biāo)。工程實際中要精確的測試出聲源輻射的聲壓，所以要有十分精密的傳聲器和放大器記錄分析設(shè)備等，還要有符合要求的特定聲學(xué)測試環(huán)境。下面介紹幾種主要的汽車振動與噪聲測試設(shè)備：1.傳聲器能把聲音能量轉(zhuǎn)換成電能量的一種十分精密的電聲轉(zhuǎn)換儀器叫傳聲器，應(yīng)用傳聲器能快速測試特定的聲壓值。傳聲器由兩部份組成：一部分為能將聲能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的聲音接受器。聲音接受器通常具有振膜等力學(xué)振動系統(tǒng)，將傳聲器放在聲場中，振動膜因為聲壓的作用而產(chǎn)生相應(yīng)的受迫振動。另一部為能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)電轉(zhuǎn)換器。應(yīng)用這兩部分，電能的輸出由聲壓的輸入信號轉(zhuǎn)換而來。傳聲器各性能指標(biāo)中最重要的是靈敏度。傳聲器的功能是將聲壓信號轉(zhuǎn)換成為電壓信號，實際測試噪聲過程中電容傳聲器或壓電陶瓷傳聲器。電容傳聲器要加前置放大器用來進(jìn)行改變阻抗，因為它有非常高的輸出阻抗所以要進(jìn)行變換。電壓放大器功能是輸入和輸出放大器，電壓放大器能在很寬的頻率范疇內(nèi)平直響應(yīng)，與此同時還能供給電容傳聲器直流極化電壓。電容傳聲器是現(xiàn)在工程應(yīng)用中十分實用的一種換能器，電容傳聲器由電容兩個極板的振動膜和背成構(gòu)成。直流電壓加在振膜和背極之間，這樣能讓振膜和背極之間穩(wěn)定的保持一種充電狀態(tài)。振膜在聲壓激勵下產(chǎn)生振動時，電容產(chǎn)生相應(yīng)的變化并會在極板之間產(chǎn)生與聲壓相對應(yīng)的電壓。電容式傳聲器要非常高的靈敏度，有很寬的響應(yīng)平直頻率范圍，并且有很穩(wěn)定的輸出性能，通常在-50到150度的溫度范圍內(nèi)和0至0100%的相對濕度內(nèi)能保持穩(wěn)定，所以在工程實驗中它適合于精密聲級的測量，它不僅能測量聲壓和頻率同時常用來測試聲強(qiáng)和聲功率。2.聲級計聲級計是工程應(yīng)用中使用最多最方便的噪聲測試儀器。聲計級能用來測量總聲壓級和各種A、B、C計權(quán)聲級或各種頻帶范圍內(nèi)的聲級。實際測量中往往與其它儀器結(jié)合使用，還能用來測量振動和頻譜分析。在測量汽車噪聲時都采用精密聲級計，精密聲級計由傳聲器、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、衰減器、放大器、檢波器和指示表頭組成。衰減器和放大器：當(dāng)噪聲通過傳聲器以后，能輸出很微弱的電壓，所以聲級計里面一定要有放大系統(tǒng)，放大系統(tǒng)由輸入放大器和輸出放大器組成。聲電的信號先經(jīng)過濾波器放大后供給輸出端輸出放大器，但是聲電信號需要經(jīng)過傳換才能讓測量人員識別。因為這些原因聲級計必須放上檢波器和對應(yīng)的裝置來顯示。衰減器有輸入和輸出衰減器兩種，輸入級的后面是輸入衰減器，衰減器的作用是讓輸入信號每次都能準(zhǔn)確的衰減10dB,0-70dB為輸出衰減器的量程，輸入衰減器能避免輸入放大器輸入過大的負(fù)荷。輸出衰減器有兩部分，有一部分一般直接放在計權(quán)網(wǎng)絡(luò)后面，還有一部分放在輸出放大器后面，工程測量中輸出衰減的范圍通常為0-50dB,而且按照10dB每秒進(jìn)行衰減。計權(quán)網(wǎng)絡(luò)：依據(jù)人對響應(yīng)聲音的特性分析，測量中經(jīng)常用到的聲級計計權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻率分為A、B、C三種類型。往往認(rèn)為計權(quán)網(wǎng)絡(luò)中的讀數(shù)就是聲壓級。不同的測試目的和噪聲的特征不一樣，通常取它們中間的某一個或幾個進(jìn)行噪聲測試。如果將計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)完全處于開放狀態(tài)進(jìn)行測試時，聲級是整個頻率的線性響應(yīng)，這個時候可測試得到總體聲壓級。在汽車噪聲過程中用到最多的是A聲級，人可聽到的聲音頻率范圍內(nèi)的噪聲總體聲壓用C聲級來進(jìn)行測量。指示表頭：通用的聲級計表頭有快和慢兩種擋，當(dāng)測試隨時間變化的小噪聲時用快擋，如果用快擋進(jìn)行測量的噪聲變化范圍超過4dB時應(yīng)采用換慢擋進(jìn)行測量。除了快慢兩擋之外脈沖精密聲級計的表頭還具有峰值保持、脈沖保持、脈沖等擋位。聲壓的有效值一般用快慢兩擋來進(jìn)行測量，也就是均方根值。聲壓的最大的有效值用脈沖保持擋和脈沖擋進(jìn)行測量。聲壓峰值也就是聲壓最大值一般用峰值保持擋進(jìn)行測量。應(yīng)用聲級計測試汽車噪聲之前，往往都需要進(jìn)行校正。測量過程中用能發(fā)出恒定的聲壓的標(biāo)準(zhǔn)聲源來進(jìn)行校正，在發(fā)聲器聲壓的激勵下，使表頭的讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)聲音源的標(biāo)定值一致。在實際工作中，通常要合理的調(diào)節(jié)聲級計的輸入和輸出衰減器的按鍵，防止表頭的指針超過流程和防止指針處于流程范圍以下。這樣可以避免超過測量范圍而損耗設(shè)備，調(diào)節(jié)衰減器的按鍵時，調(diào)節(jié)的順序應(yīng)是dB的量程從大到小。工程應(yīng)用中比較多的是樣式不一樣的功能多的數(shù)字聲級計，用它來測量可以同時測行聲壓級、最小噪聲級、最大噪聲級、累積分布聲級和等效連續(xù)聲級。頻譜分析儀汽車噪聲的頻譜用頻譜分析儀來測量。頻譜分析儀器主要由兩部分構(gòu)成，一部分為測量放大器，另外一部分是濾波器，一般按頻帶的寬度濾波器可以分為：恒定帶寬頻譜分析儀，恒定帶寬頻譜分析儀的中心頻率能夠不間斷的變化，在變化過程中帶寬恒定不變化，測量過程中常用的帶寬為5Hz、20Hz、50Hz、200Hz，這種頻譜分析設(shè)備可以分析多種高頻頻率，能夠測量十分精細(xì)的頻率，工程中應(yīng)用于識別汽車噪聲源和檢測汽車的脈沖噪聲。恒定百分比帶寬式頻率分析儀的通頻帶寬一直與中心頻率的某個百分?jǐn)?shù)保持一致。比如3為百分?jǐn)?shù)時，中心頻率為100Hz時，它的帶寬就是3Hz,如果中心頻率為1000Hz時，它的帶寬就為30Hz，由此可見隨著中心頻率的增大它的通過頻率帶寬相應(yīng)也增大。應(yīng)用恒定百分比帶寬式頻率分析儀可以測量和分析各種不穩(wěn)定的噪聲，同時能測量出各諧波成分的相對大小。上面所說的幾種頻譜分析儀如果要去測量和分析有很大范圍頻率的頻譜，要花費(fèi)很長的分析處理時間，而且當(dāng)出現(xiàn)一些隨時間變化很大的噪聲和瞬時噪聲的頻譜時上述儀器完成不了，實時分析儀是可以當(dāng)時測量后就可以進(jìn)行頻譜處理和分析的儀器。信號處理儀隨著現(xiàn)代信號分析水平的提高和以FFT為基礎(chǔ)的數(shù)字算法的進(jìn)步