Jak działa miernik poziomu dźwięku?
Miernik poziomu dźwięku jest podstawowym przyrządem do pomiaru hałasu. Jest to instrument elektroniczny, ale różni się od obiektywnych instrumentów elektronicznych, takich jak woltomierze.
Podczas konwersji sygnałów akustycznych na sygnały elektryczne może symulować charakterystykę czasową szybkości reakcji ludzkiego ucha na fale dźwiękowe;
Charakterystyki częstotliwościowe różnych czułości na wysokie i niskie częstotliwości oraz charakterystyki intensywności zmieniających się charakterystyk częstotliwościowych przy różnej głośności. Dlatego miernik poziomu dźwięku jest subiektywnym instrumentem elektronicznym.
Zasada działania miernika poziomu dźwięku jest następująca:
Mikrofon przetwarza dźwięk na sygnał elektryczny, a przedwzmacniacz przekształca impedancję, aby dopasować mikrofon do tłumika. Wzmacniacz dodaje sygnał wyjściowy do sieci ważącej, aby wykonać ważenie częstotliwościowe sygnału (lub filtra zewnętrznego);
Następnie sygnał jest wzmacniany do określonej amplitudy przez tłumik i wzmacniacz, a następnie przesyłany do detektora RMS (lub zewnętrznego rejestratora poziomu prasy), a wartość poziomu szumu podana jest na wskaźniku.
1) Mikrofon to urządzenie, które przetwarza sygnał ciśnienia akustycznego na sygnał napięciowy. Jest również nazywany mikrofonem. Jest to czujnik miernika poziomu dźwięku. Typowe mikrofony to kryształowe, elektretowe, dynamiczne i pojemnościowe.
Mikrofon dynamiczny składa się z membrany, ruchomej cewki, magnesu stałego i transformatora.
Membrana zaczyna wibrować po poddaniu działaniu ciśnienia fali dźwiękowej i wprawia zainstalowaną w nią ruchomą cewkę w drgania w polu magnetycznym w celu wytworzenia prądu indukowanego.
Prąd zmienia się w zależności od wielkości ciśnienia akustycznego na wibrującej membranie. Im większe ciśnienie akustyczne, tym większy generowany prąd, a im niższe ciśnienie akustyczne, tym mniejszy generowany prąd.
Mikrofony pojemnościowe składają się głównie z metalowych membran i blisko siebie metalowych elektrod, zasadniczo płaskich kondensatorów.
Metalowa membrana i metalowe elektrody tworzą dwie płyty kondensatora płaskiego. Gdy membrana zostanie poddana ciśnieniu akustycznemu, membrana odkształci się, powodując zmianę odległości między dwiema płytkami;
Oprócz pojemności zmienia się również napięcie w obwodzie pomiaru położenia, realizując efekt konwersji sygnału ciśnienia akustycznego na sygnał napięciowy.
Mikrofony pojemnościowe są idealnymi mikrofonami do pomiarów akustycznych. Ma zalety dużego zakresu dynamicznego, płaskiej odpowiedzi częstotliwościowej, wysokiej czułości i dobrej stabilności w ogólnych środowiskach pomiarowych, dlatego jest szeroko stosowany.
Ponieważ impedancja wyjściowa mikrofonu pojemnościowego jest wysoka, przedwzmacniacz, który jest zainstalowany wewnątrz miernika poziomu dźwięku w pobliżu części, w której jest zainstalowany mikrofon pojemnościowy, wymaga konwersji impedancji.
2) Wzmacniacz
Zasadniczo stosuje się wzmacniacze dwustopniowe, a mianowicie wzmacniacz wejściowy i wzmacniacz wyjściowy, a jego funkcją jest wzmacnianie słabych sygnałów elektrycznych.
Tłumik wejściowy i tłumik wyjściowy służą do zmiany tłumienia sygnału wejściowego i tłumienia sygnału wyjściowego, tak aby wskaźnik głowicy miernika znajdował się we właściwej pozycji.
Zakres regulacji tłumika używanego przez wzmacniacz wejściowy jest dolnym końcem pomiaru, a zakres regulacji tłumika używanego przez wzmacniacz wyjściowy jest bardzo odpowiedni do pomiaru.
Wiele mierników poziomu dźwięku ma limit 70 dB zarówno na końcu gao, jak i na niskim końcu.
3) Sieć ważona
Aby symulować różne czułości ludzkiego ucha przy różnych częstotliwościach, w mierniku poziomu dźwięku znajduje się sieć, która może symulować charakterystykę słuchową ludzkiego ucha i korygować sygnał elektryczny do przybliżonej wartości słyszalności. Sieć ta nazywana jest siecią wagową.
Poziom ciśnienia akustycznego mierzony przez sieć wagową nie jest już poziomem ciśnienia akustycznego obiektywnej wielkości fizycznej (nazywanym liniowym poziomem ciśnienia akustycznego), ale poziomem ciśnienia akustycznego po korekcji słuchu, który nazywany jest ważonym poziomem dźwięku lub poziomem hałasu .
