Cómo funciona un sonómetro
El micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica, y luego el preamplificador cambia la impedancia para que coincida con el micrófono y el atenuador. El amplificador agrega la señal de salida a la red de ponderación, pesa la frecuencia de la señal (o conecta un filtro externo) y luego amplifica la señal a una cierta amplitud a través del atenuador y el amplificador, y la envía al detector de valor efectivo (o detector de tensión externo). Registrador de nivel), el valor del nivel de ruido se indica en el cabezal indicador. Un micrófono es un dispositivo que convierte señales de presión sonora en señales de voltaje. También se llama micrófono. Es el sensor de un sonómetro. Los micrófonos comunes incluyen cristal, electret, bobina móvil y condensador.
1. El micrófono dinámico está compuesto por un diafragma vibratorio, una bobina móvil, un imán permanente y un transformador. El diafragma vibratorio comienza a vibrar después de ser sometido a la presión de las ondas sonoras e impulsa la bobina móvil instalada con él para que vibre en el campo magnético para generar corriente inducida. Esta corriente cambia según la cantidad de presión de la onda sonora a la que está sometido el diafragma vibratorio. Cuanto mayor es la presión sonora, mayor es la corriente generada; cuanto menor es la presión sonora, menor es la corriente generada.
2. El micrófono de condensador está compuesto principalmente por un diafragma metálico y electrodos metálicos muy espaciados. Es esencialmente un condensador plano. El diafragma de metal y el electrodo de metal constituyen las dos placas del capacitor plano. Cuando el diafragma se ve afectado por la presión del sonido, el diafragma se deforma, lo que hace que la distancia entre las dos placas cambie, cambiando así la capacitancia en la medición de la broca. El circuito también cambia, realizando la función de convertir la señal de presión sonora en una señal de voltaje. El micrófono de condensador es un micrófono ideal para mediciones acústicas. Tiene las ventajas de un amplio rango dinámico, respuesta de frecuencia plana, alta sensibilidad y buena estabilidad en entornos de medición generales, por lo que se usa ampliamente. Dado que la impedancia de salida del micrófono de condensador es muy alta, la conversión de impedancia debe realizarse a través de un preamplificador. El preamplificador se instala dentro del sonómetro cerca de donde está instalado el micrófono de condensador. Para simular las diferentes sensibilidades del oído humano en diferentes frecuencias, el sonómetro está equipado con una red que puede simular las características auditivas del oído humano y modificar la señal eléctrica a un valor aproximado del sentido de la audición. Se llama red de ponderación. El nivel de presión sonora medido a través de la red de ponderación ya no es el nivel de presión sonora de una cantidad física objetiva (llamado nivel de presión sonora lineal), sino el nivel de presión sonora modificado por el sentido del oído, llamado nivel sonoro ponderado o nivel de ruido.
Los parámetros ponderados (también llamados ponderados) son parámetros medidos después de realizar algún procesamiento de ponderación en la curva de respuesta de frecuencia para distinguirlos de los parámetros no ponderados en un estado de respuesta de frecuencia plana. Por ejemplo, la relación señal-ruido, según la definición, medimos el nivel de ruido (que puede ser potencia, voltaje o corriente) al nivel de señal nominal. La relación entre el nivel nominal y el nivel de ruido es la señal. relación -a-ruido. Si es un valor en decibelios, calcule la diferencia entre los dos. Ésta es la relación señal-ruido no ponderada. Sin embargo, dado que el oído humano tiene diferentes percepciones del ruido en cada banda de frecuencia, es más sensible a la frecuencia media alrededor de 3 kHz y es menos sensible a las frecuencias bajas y altas. Por lo tanto, es posible que la relación señal-ruido no ponderada no sea la misma. necesariamente consistente con la percepción subjetiva del oído humano del tamaño del ruido. Puede encajar bien.
¿Cómo unificar valores de medición y sensaciones subjetivas de escucha? Por lo tanto, existe una red de equilibrio, o una red ponderada, que atenúa moderadamente las frecuencias bajas y altas, de modo que la frecuencia media sea más prominente. Al conectar esta red ponderada entre el equipo bajo prueba y el instrumento de medición, la red "amplificará" el impacto del ruido de frecuencia media del equipo. En otras palabras, el ruido de frecuencia media que tiene el mayor impacto en la sensación. La relación señal-ruido medida en este momento se denomina relación señal-ruido ponderada y puede reflejar más fielmente la experiencia auditiva subjetiva de las personas.
Según la red de ponderación utilizada, se denominan nivel sonoro A, nivel sonoro B y nivel sonoro C respectivamente, y las unidades se registran como dB(A), dB(B) y dB(C). . El nivel de sonido ponderado A simula las características de frecuencia del oído humano hasta ruido de baja intensidad por debajo de 55 dB. El nivel de sonido ponderado B simula las características de frecuencia del ruido de intensidad media de 55 dB a 85 dB. Características de frecuencia del ruido de alta intensidad. La principal diferencia entre los tres es el grado de atenuación de los componentes de baja frecuencia del ruido. A es el que más atenúa, B ocupa el segundo lugar y C es el que atenúa menos.
Debido a que su curva característica se acerca a las características auditivas del oído humano, el nivel de sonido ponderado A es actualmente el tipo de medición de ruido más utilizado en el mundo. Muchas normas nacionales relacionadas con el ruido utilizan el nivel de sonido ponderado A como indicador. Sin embargo, dado que la curva de igual ruido basada en la ponderación A ha cambiado mucho después de muchas revisiones, el estado de la ponderación A está disminuyendo gradualmente. Actualmente, los estándares de ponderación más populares incluyen los estándares de lámparas NR y NC. La función del detector es convertir la señal de voltaje que cambia rápidamente en una señal de voltaje CC que cambia más lentamente. La magnitud de este voltaje CC es proporcional a la magnitud de la señal de entrada. Según las necesidades de medición, los detectores se dividen en detectores de picos, detectores de promedio y detectores de raíz cuadrática media. El detector de picos puede dar el valor máximo en un intervalo de tiempo determinado y el detector de promedio puede medir el valor promedio absoluto en un intervalo de tiempo determinado. Además de medir el valor máximo del sonido impulsivo, el detector de valor cuadrático medio se utiliza en la mayoría de las mediciones de ruido.
El detector de valor cuadrático medio puede elevar al cuadrado, promediar y elevar al cuadrado la señal de CA para obtener el valor cuadrático medio del voltaje y, finalmente, transmitir la señal de voltaje cuadrático medio al medidor indicador. En la actualidad, los sonómetros utilizados para medir el ruido se pueden dividir en cuatro tipos según su sensibilidad:
⑴ "Lentos". La constante de tiempo del medidor es 1000 ms, que generalmente se usa para medir el ruido en estado estacionario, y el valor medido es el valor efectivo.
⑵ "Rápido". La constante de tiempo del medidor es de 125 ms, que generalmente se usa para medir ruido inestable y ruido de transporte con grandes fluctuaciones. Las marchas rápidas se aproximan a cómo responde el oído humano al sonido.
⑶ “Pulso o pulso en espera”. El tiempo de subida de la aguja es de 35 ms, que se utiliza para medir el ruido del pulso de larga duración, como punzones, martillos, etc. El valor medido es el valor efectivo máximo.
⑷ "Retención de pico". El tiempo de subida de las manecillas es inferior a 20 ms. Se utiliza para medir sonidos de pulsos de corta duración, como pistolas, cañones y explosiones. El valor medido es el valor máximo. Ese es el valor máximo. Según la sensibilidad del sonómetro, existen dos tipos de métodos de medición del nivel de sonido: uno es un sonómetro normal, que no tiene altos requisitos para los micrófonos. El rango dinámico y el rango plano de respuesta de frecuencia son estrechos y generalmente se usan sin filtros de paso de banda. El otro tipo son los sonómetros de precisión, cuyos micrófonos requieren una respuesta de frecuencia amplia, alta sensibilidad, buena estabilidad a largo plazo y pueden usarse; con varios Utilizado junto con un filtro de paso de banda, la salida del amplificador se puede conectar directamente a un registrador de nivel o grabadora de cinta, y la señal de ruido se puede mostrar o almacenar. Si se retira el micrófono del sonómetro de precisión, se reemplaza con un convertidor de entrada y se conecta a un acelerómetro, se convierte en un vibrómetro para medir vibraciones.
De acuerdo con las normas nacionales GB/T 3785.1-2010 e IEC 61672-1:2013, los sonómetros se dividen en sonómetros de nivel 1 y sonómetros de nivel 2 según su precisión. Medidores de nivel de sonido de nivel 2 Los indicadores técnicos de los medidores de grado tienen los mismos objetivos de diseño, principalmente el error máximo permitido, el rango de temperatura de funcionamiento y el rango de frecuencia son diferentes. La tolerancia máxima requerida por el grado 2 es mayor que la del grado 1. El rango de temperatura de funcionamiento del sonómetro de nivel 2 es de 0 ℃ ~ 40 ℃, y el rango de temperatura de funcionamiento del nivel 1 es de -10 ℃ ~ 50 ℃. El rango de frecuencia del nivel 2 es generalmente de 20 Hz a 8 kHz, y el rango de frecuencia del nivel 1 es de 10 Hz a 20 kHz.
El sonómetro es el instrumento más básico en la medición del ruido. Los sonómetros generalmente constan de micrófonos de condensador, preamplificadores, atenuadores, amplificadores, redes de ponderación de frecuencia y medidores indicadores de valor efectivo. El principio de funcionamiento del sonómetro es: el micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica y luego el preamplificador convierte la impedancia para que coincida con el micrófono y el atenuador. El amplificador agrega la señal de salida a la red de ponderación, pesa la frecuencia de la señal (o conecta un filtro externo) y luego amplifica la señal a una cierta amplitud a través del atenuador y el amplificador, y la envía al detector de valor efectivo (o detector de tensión externo). Registrador de nivel), que indica el valor del nivel de ruido en el cabezal indicador.
Las redes de ponderación frecuencial en sonómetros incluyen tres redes de ponderación estándar: A, B y C. La red A simula la respuesta del oído humano al tono puro de 40 cuadrados en la curva de igual sonoridad. Su forma de curva es opuesta a la curva de igual sonoridad de 340 cuadrados, lo que provoca una mayor atenuación en las bandas de frecuencias medias y bajas. señal eléctrica. La red B simula la respuesta del oído humano a un tono puro de 70 metros, lo que provoca una cierta atenuación de la banda de baja frecuencia de la señal eléctrica.
La red C simula la respuesta del oído humano a 100 metros cuadrados de tono puro y tiene una respuesta casi plana en todo el rango de frecuencias de audio. El nivel de presión sonora medido por el sonómetro a través de la red de ponderación de frecuencia se denomina nivel de sonido. Dependiendo de la red de ponderación utilizada, se denomina nivel de sonido A, nivel de sonido B y nivel de sonido C respectivamente. La unidad se registra como dB(. A), dB(B) y dB(C).
En la actualidad, los sonómetros utilizados para medir el ruido se pueden dividir en cuatro tipos según su sensibilidad:
⑴ "Lentos". La constante de tiempo del medidor es 1000 ms, que generalmente se usa para medir el ruido en estado estacionario, y el valor medido es el valor efectivo.
⑵ "Rápido". La constante de tiempo del medidor es de 125 ms, que generalmente se usa para medir ruido inestable y ruido de transporte con grandes fluctuaciones. Las marchas rápidas se aproximan a cómo responde el oído humano al sonido.
⑶ “Pulso o pulso en espera”. El tiempo de subida de la aguja es de 35 ms, que se utiliza para medir el ruido del pulso de larga duración, como punzones, martillos, etc. El valor medido es el valor efectivo máximo.
⑷"Retención de pico". El tiempo de subida de las manecillas es inferior a 20 ms. Se utiliza para medir sonidos de pulsos de corta duración, como pistolas, cañones y explosiones. El valor medido es el valor máximo. Ese es el valor máximo.
El sonómetro se puede conectar a un filtro externo y a un registrador para realizar análisis espectrales de ruido. El sonómetro de precisión doméstico ND2 está equipado con un filtro de frecuencia de octava, que es fácil de transportar al sitio y realizar análisis de espectro.
Los sonómetros se pueden dividir en sonómetros de precisión y sonómetros ordinarios según su precisión. El error de medición de un sonómetro de precisión es de aproximadamente ±1 dB, y el de un sonómetro ordinario es de aproximadamente ±3 dB. Los sonómetros se pueden dividir en dos categorías según sus usos: uno se usa para medir el ruido en estado estacionario y el otro se usa para medir el ruido en estado estacionario y el ruido impulsivo.
El sonómetro integral se utiliza para medir el nivel sonoro equivalente de ruido inestable durante un periodo de tiempo. Un dosímetro de ruido es también un sonómetro integrador, utilizado principalmente para medir la exposición al ruido.
El sonómetro se utiliza para medir el ruido impulsivo. Este sonómetro se ajusta a la respuesta del oído humano al sonido impulsivo y al tiempo promedio de la respuesta del oído humano al sonido impulsivo.
El sonómetro, también llamado sonómetro, es un instrumento que se utiliza para medir el nivel de presión sonora o nivel sonoro del sonido. Es el instrumento más básico y comúnmente utilizado en la medición acústica. economía, Con el desarrollo y la mejora del nivel de vida material y cultural de las personas, el censo de ruido y el trabajo de protección ambiental se han llevado a cabo de manera integral. La industria de fabricación de maquinaria ha considerado el ruido como uno de los indicadores de calidad importantes de los productos. Como los auditorios y gimnasios no solo requieren una apariencia hermosa, sino que también buscan efectos acústicos, todo lo cual hace que la aplicación de sonómetros esté cada vez más extendida. Ahora no solo se utiliza en mediciones acústicas y electroacústicas, sino que también se ha utilizado ampliamente en diversos campos, como la fabricación de máquinas, el diseño arquitectónico, el transporte, la protección del medio ambiente, la medicina y la salud y la ingeniería de defensa nacional, convirtiéndose en una medición acústica imprescindible. instrumento en casi todos los departamentos.
El uso correcto o no del sonómetro afecta directamente a la precisión de los resultados de la medición. Por tanto, es necesario introducir el uso de sonómetros.
1. Selección del entorno de uso del sonómetro: elija una ubicación de prueba representativa. El sonómetro debe estar alejado del suelo y de la pared para reducir el impacto adicional del sonido reflejado desde el suelo y. paredes.
2. Las condiciones climáticas requieren que el sonómetro mantenga limpio el diafragma del micrófono cuando no hay lluvia ni nieve. Si el viento está por encima del nivel tres, se debe instalar una cubierta contra el viento (para evitar el viento). interferencia de ruido). Si el viento está por encima del nivel cinco, se debe instalar una cubierta contra el viento. Los vientos fuertes deberían detener las mediciones.
3. Abra el estuche de transporte del sonómetro, saque el sonómetro y coloque el sensor.
4. Coloque el sonómetro en estado A, pruebe la batería y luego calibre el sonómetro.
5. Tabla comparativa (referencia general de niveles de sonido ambiental comunes) para ajustar el rango de medición.
6. A continuación, puede utilizar rápido (mida el valor instantáneo en un entorno donde el nivel de presión sonora cambia mucho), lento (mida el valor promedio en un entorno donde el nivel de presión sonora no cambia mucho). ), y pulso (mide el pulso Fuente de sonido), filtro (mide el nivel de sonido de la banda de frecuencia especificada) y varias funciones para medición.
7. Registre los datos según sea necesario y también puede conectarse a una impresora u otro terminal de computadora para la recopilación automática. Organiza el equipo y devuélvelo al lugar designado