Ús de sonòmetres a la indústria de l'automoció
L'estructura i el principi de funcionament del sonòmetre
El sonòmetre és un instrument que pot mesurar el nivell de soroll del soroll industrial, el soroll domèstic, el soroll del trànsit, etc. segons les característiques auditives de l'oïda humana. El nivell de soroll es refereix al nivell de pressió sonora (dB) o nivell de sonoritat (phon) mesurat amb un sonòmetre i corregit per a l'audició. Segons la precisió del sonòmetre que mesurava un to pur d'100{{10}}Hz en condicions estàndard, a la dècada de 1960, el sonòmetre es va dividir en dos categories del món, una s'anomena sonòmetre de precisió i l'altra s'anomena sonòmetre ordinari. El nostre país també adopta aquest mètode. Des de la dècada de 1970, alguns països han introduït un mètode de quatre categories, que es divideix en tipus 0, tipus 1, tipus 2 i tipus 3. Les seves precisions són ± 0,4 dB, ± 0,7 dB, ± 1,0 dB i ± 1,5 dB, respectivament. Segons les diferents fonts d'alimentació utilitzades pel sonòmetre, també es pot dividir en sonòmetre de tipus AC i DC amb piles seques, i aquest últim també pot ser portàtil. El portàtil té els avantatges d'una mida petita, un pes lleuger i un ús convenient al lloc.
En general, es compon de micròfon, amplificador, atenuador, xarxa de ponderació, detector, mesurador indicador i font d'alimentació.
(1) Micròfon
És un dispositiu que converteix un senyal de pressió sonora en un senyal de tensió, també conegut com a micròfon, i és un sensor excel·lent. Els micròfons comuns són el cristall, l'electret, la bobina mòbil i el condensador.
El sensor de bobina mòbil consta d'un diafragma vibrant, una bobina mòbil, un imant i un transformador. El diafragma vibrant comença a vibrar després d'haver estat sotmès a la pressió de l'ona sonora i fa que la bobina mòbil instal·lada amb ell vibri en el camp magnètic per generar un corrent induït. El corrent varia segons la magnitud de la pressió acústica sobre el diafragma vibrant. Com més gran és la pressió sonora, més gran és el corrent generat; com més petita sigui la pressió sonora, menor serà el corrent generat.
Els sensors capacitius es componen principalment de diafragmes metàl·lics i elèctrodes metàl·lics propers, que és essencialment un condensador de placa plana. El diafragma metàl·lic i els elèctrodes metàl·lics constitueixen les dues plaques del condensador pla. Quan el diafragma està sotmès a pressió sonora, el diafragma es deforma, la distància entre les dues plaques canvia i la capacitat també canvia, generant així una tensió alterna la forma d'ona del qual es troba dins del rang lineal del micròfon i el nivell de pressió acústica. realitza la funció de convertir el senyal de pressió sonora en un senyal de tensió.
El micròfon de condensador és un micròfon ideal en la mesura acústica. Té els avantatges d'un gran rang dinàmic, resposta de freqüència plana, alta sensibilitat i bona estabilitat en l'entorn de mesura general, de manera que s'utilitza àmpliament. Com que la impedància de sortida del sensor capacitiu és molt alta, és necessari realitzar una transformació d'impedància mitjançant el preamplificador. El preamplificador s'instal·la a l'interior del sonòmetre a prop de la part on està instal·lat el sensor capacitiu.
(2) Amplificador i atenuador
Actualment, molts amplificadors populars nacionals i importats utilitzen amplificadors de dues etapes al circuit d'amplificació, és a dir, l'amplificador d'entrada i l'amplificador de sortida, la funció dels quals és amplificar el senyal elèctric feble. L'atenuador d'entrada i l'atenuador de sortida s'utilitzen per canviar l'atenuació del senyal d'entrada i l'atenuació del senyal de sortida, de manera que el punter del capçal del calibre apunta a la posició adequada i l'atenuació de cada engranatge és 1{{2 }} decibels. El rang d'ajust de l'atenuador utilitzat per l'amplificador d'entrada és el fons de mesura (com ara 0 ~ 70 dB) i el rang d'ajust de l'atenuador utilitzat per l'amplificador de sortida és la mesura (70 ~ 120 dB). Els dials dels atenuadors d'entrada i de sortida es fan sovint en diferents colors, i actualment el negre i el transparent sovint es combinen. Com que l'alt i el baix de molts sonòmetres estan limitats en 70 decibels, cal evitar que es superi el límit en girar, per no danyar el dispositiu.
(3) Xarxa de ponderació
Per tal de simular les diferents sensibilitats de l'oïda humana a diferents freqüències, n'hi ha una incorporada que pot simular les característiques auditives de l'oïda humana i corregir el senyal elèctric a una xarxa similar a l'oïda. Aquesta xarxa s'anomena xarxa de ponderació. El nivell de pressió acústica mesurat a través de la xarxa de ponderació ja no és el nivell de pressió acústica de la magnitud física objectiva (anomenat nivell de pressió sonora lineal), sinó el nivell de pressió sonora corregit pel sentit de l'oïda, anomenat nivell sonor ponderat o nivell de soroll.
En general, hi ha tres tipus de xarxes de ponderació: A, B i C. El nivell de so ponderat A és per simular les característiques de freqüència de l'oïda humana a soroll de baixa intensitat per sota dels 55 decibels; el nivell de so ponderat B és per simular les característiques de freqüència del soroll d'intensitat moderada entre 55 i 85 decibels; el nivell de so ponderat C és per simular les característiques de freqüència de la característica de soroll d'alta intensitat. La diferència entre els tres és el grau d'atenuació dels components de baixa freqüència del soroll. A atenua més, seguit de B i C el menys. El nivell de so ponderat A és la mesura de soroll més utilitzada al món perquè la seva corba característica és propera a les característiques auditives de l'oïda humana. B i C s'han anat utilitzant gradualment.
Les lectures del nivell de soroll fetes dels sonòmetres han d'indicar les condicions de mesura.
(4) Geòfon i capçal indicador
Per mostrar el senyal amplificat a través del capçal del mesurador, també es necessita un detector per convertir el senyal de voltatge que canvia ràpidament en un senyal de voltatge de CC que canvia més lentament. La magnitud d'aquesta tensió continua és proporcional a la magnitud del senyal d'entrada. Segons les necessitats de mesura, el detector es pot dividir en detector de pics, detector mitjà i detector de RMS negre. El detector de pics pot donar el valor màxim en un interval de temps determinat, i el detector mitjà pot mesurar el valor mitjà màxim en un interval de temps determinat. Els detectors d'arrel quadrada s'utilitzen en la majoria de mesuraments, excepte en els sons impulsius com els trets, que requereixen mesures màximes.
