Fonaments bàsics del sonòmetre
El moviment irregular inherent i la repulsió mútua de les molècules d'aire creen una força estàtica, que s'anomena pressió atmosfèrica. El so és la vibració de les molècules d'aire, i les molècules d'aire en vibració generen una pressió addicional a la secció transversal per la qual passen, que s'anomena pressió sonora. La pressió sonora és molt menor que la pressió atmosfèrica. En general, el nivell de pressió sonora s'utilitza per descriure la mida del so. És a dir, una pressió sonora molt petita p0=2 x 10-5 Pa s'utilitza com a pressió sonora de referència. El valor obtingut multiplicant la relació entre la pressió sonora mesurada p i la pressió sonora de referència p0 per 20 s'anomena nivell de pressió acústica, i la unitat és decibels (db). El decibel (dB) rep el nom de l'inventor americà del telèfon Bell, com que la unitat de decibel és massa gran, s'utilitza per representar 1/10 d'un decibel. El càlcul de decibels no és una proporció lineal, sinó una proporció logarítmica. Quan s'utilitzen decibels per descriure el so, la freqüència s'ha de donar al mateix temps.
Principi i composició del sonòmetre
Un sonòmetre és un instrument fonamental en la mesura del soroll, que normalment consisteix en un micròfon, un preamplificador, un atenuador, un amplificador, una xarxa de ponderació de freqüència i un capçal indicador de valor efectiu.
El principi de funcionament d'un sonòmetre és que el so es converteix en un senyal elèctric mitjançant un micròfon, i després la impedància es transforma mitjançant un preamplificador per fer coincidir el micròfon amb un atenuador. L'amplificador afegeix el senyal de sortida a la xarxa de ponderació, realitza una ponderació de freqüència al senyal (o un filtre extern) i després amplifica el senyal a una certa amplitud mitjançant un atenuador i un amplificador i l'envia al detector de valor efectiu (o a un gravador de nivell extern). El valor del nivell de soroll es mostra al capçal indicador.
Un micròfon és un dispositiu que converteix els senyals de pressió sonora en senyals de tensió, també conegut com a micròfon. És el sensor d'un sonòmetre. Hi ha diversos tipus comuns de micròfons, com ara el tipus de cristall, el tipus electret, el tipus de bobina mòbil i el tipus capacitiu.
1.1 Un micròfon de bobina dinàmica consta d'un diafragma vibrant, una bobina mòbil, un imant i un transformador. Després d'haver estat sotmès a pressió acústica, el diafragma vibrant comença a vibrar i fa que la bobina mòbil instal·lada amb ella vibri en el camp magnètic per generar corrent induït. El corrent varia segons la magnitud de la pressió acústica aplicada al diafragma vibrant. Com més gran sigui la pressió sonora, més gran serà el corrent generat i com més baixa sigui la pressió sonora, menor serà el corrent generat.
1.2 El micròfon capacitiu està format principalment per un diafragma metàl·lic i un elèctrode metàl·lic situat molt a prop d'ell, essencialment un condensador pla. La pel·lícula metàl·lica i l'elèctrode metàl·lic formen les dues plaques d'un condensador pla. Quan la pel·lícula està sotmesa a pressió sonora, es deforma, provocant un canvi en la distància entre les dues plaques i alterant així la capacitat. La tensió en el circuit de mesura de posició també canvia, aconseguint la funció de convertir els senyals de pressió sonora en senyals de tensió. Els micròfons capacitius són micròfons ideals en mesures acústiques, amb avantatges com un gran rang dinàmic, una resposta de freqüència plana, una alta sensibilitat i una bona estabilitat en entorns de mesura general, el que els fa molt utilitzats. A causa de l'alta impedància de sortida del micròfon de condensador, es requereix una transformació d'impedància mitjançant un preamplificador, que s'instal·la dins del sonòmetre a prop de la ubicació on està instal·lat el micròfon de condensador.
