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聲級計的工作原理
測量噪聲(見機械噪聲)的儀器,又稱噪聲計。由于它以分貝(dB)作為計量噪聲強弱的示值單位,聲級計又俗稱分貝儀。聲級計已成為各類工業(yè)和交通噪聲的主要測量工具。
聲級計的接收部件是傳聲器。它把聲信號轉換為電信號,經放大、濾波、衰減、計權和經一定程度的電路阻尼之后,能按照"快"、"慢"、"脈沖"和"保持"等4個標準分檔規(guī)定給出被測噪聲的定量示值。傳聲器早期采用晶體或動圈式接收元件,晶體不耐高溫高濕,而動圈結構一般體積較大,使用時容易干擾聲場,其本身又易受磁場影響,因此聲級計已很少采用這兩種傳聲器。后來普遍采用電容式傳聲器。它的靈敏度較高,頻率響應特性較平直,性能較穩(wěn)定,又有良好的抗高溫性能,已有標準系列產品用于各類聲級計。為了提高電容式傳聲器的靈敏度,又研制出駐極體傳聲器。
人耳聽覺的頻率特性表現為對中頻范圍的聲音反應最靈敏,而對高、低頻,尤其是對低頻的聲音反應較為遲鈍。 雖然聽力正常的人可以聽到頻率為20~20000赫的聲音,但是在低頻100赫處的靈敏度只有中頻1000赫處的1/10左右,即相差20分貝左右。因此,一般聲級計除具有衡量噪聲客觀量值"線性檔"以外,還具有以模擬人耳頻率特性來衡量噪聲的"計權檔"。此外,人耳的頻率特性在聽不同強度的聲音時也各有差異。對于微弱的聲音,頻率特性最顯著;聲音增大,頻率特性逐漸平淡;聲音增大到100分貝以上時,頻率特性趨于消失。
為此,自20世紀50年代開始,國際上就采用A、B、C3種計權特性曲線,以指定聲級計的不同強度的測量范圍。其中A計權測量55分貝以下的聲音;B計權測量55~85分貝的聲音;C計權測量85分貝以上的聲音?紤]到A計權模擬人耳的主觀特性最為顯著,因此70年代以來一般工業(yè)噪聲均用A計權測量;而在測量聲音極大的飛機噪聲時,則又引入新的D計權。聲級計通過計權特性測得的分貝讀數,稱計權聲壓級或聲級,記為dBA、dBD;而不通過計權特性測得的分貝讀數稱為線性聲壓級或聲壓級,記為dB(線性)。圖3為聲級計所用頻率特性曲線。
聲級計對噪聲的測量范圍可以低到20分貝以下,高達100分貝以上,并可借助更換不同靈敏度的傳聲器以擴展測量范圍。聲級計測量噪聲的頻率范圍可以低到20赫,高達10000赫以上。
聲級計分為普通聲級計和精密聲級計兩類,前者的精確度為±2分貝;后者的精確度為±1分貝。
在用聲級計測量機械噪聲或振動時,除可測量總的噪聲級以外,還可測量噪聲的頻譜特性。
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