Aufbau und Funktion des Schallpegelmessers
Ein Schallpegelmesser besteht im Allgemeinen aus einem Mikrofon, einem Verstärker, einem Dämpfungsglied, einem Bewertungsnetzwerk, einem Detektor, einem anzeigenden Messgerät und einer Stromversorgung.
(1) Mikrofon Es handelt sich um ein Gerät, das ein Schalldrucksignal in ein Spannungssignal umwandelt, auch Mikrofon genannt, und ist ein Sensor. Gängige Mikrofone sind Kristall-, Elektret-, Schwingspulen- und Kondensatormikrofone. Der Tauchspulensensor besteht aus einer Schwingmembran, einer Tauchspule, einem Permanentmagneten und einem Transformator. Die vibrierende Membran beginnt zu vibrieren, nachdem sie dem Schallwellendruck ausgesetzt wurde, und treibt die darin installierte bewegliche Spule an, im Magnetfeld zu vibrieren und einen induzierten Strom zu erzeugen. Der Strom variiert je nach Größe des Schalldrucks auf die vibrierende Membran. Je größer der Schalldruck, desto größer der erzeugte Strom; Je kleiner der Schalldruck, desto kleiner der erzeugte Strom
Kapazitive Sensoren bestehen hauptsächlich aus Metallmembranen und Metallelektroden, die nahe beieinander liegen, was im Wesentlichen einem Flachplattenkondensator entspricht. Die Metallmembran und die Metallelektroden bilden die beiden Platten des Flachkondensators. Wenn die Membran Schalldruck ausgesetzt wird, verformt sich die Membran, der Abstand zwischen den beiden Platten ändert sich und auch die Kapazität ändert sich, wodurch eine Wechselspannung erzeugt wird, deren Wellenform proportional zum Schalldruckpegel innerhalb des linearen Bereichs des Mikrofons ist die Funktion, das Schalldrucksignal in ein Spannungssignal umzuwandeln.
Kondensatormikrofone sind ideale Mikrofone für akustische Messungen. Es bietet die Vorteile eines großen Dynamikbereichs, eines flachen Frequenzgangs, einer hohen Empfindlichkeit und einer guten Stabilität in allgemeinen Messumgebungen und ist daher weit verbreitet. Da die Ausgangsimpedanz des kapazitiven Sensors sehr hoch ist, ist eine Impedanztransformation über den Vorverstärker erforderlich. Der Vorverstärker ist im Schallpegelmesser in der Nähe des Teils installiert, in dem der kapazitive Sensor installiert ist.
(2) Verstärker und Dämpfungsglieder Viele derzeit beliebte inländische und importierte Verstärker verwenden zweistufige Verstärker in der Verstärkungsschaltung, nämlich den Eingangsverstärker und den Ausgangsverstärker, deren Funktion darin besteht, schwache elektrische Signale zu verstärken. Der Eingangsdämpfer und der Ausgangsdämpfer werden verwendet, um die Dämpfung des Eingangssignals und die Dämpfung des Ausgangssignals zu ändern, sodass der Zeiger des Messkopfes auf die entsprechende Position zeigt und die Dämpfung jedes Gangs 1 {{3 beträgt }} Dezibel. Der Einstellbereich des vom Eingangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds dient zur Messung des unteren Endes (z. B. 0–70 Dezibel) und der vom Ausgangsverstärker verwendete Einstellbereich des Dämpfungsglieds dient zur Messung des oberen Endes (70–120 Dezibel). Die Zifferblätter der Ein- und Ausgangsdämpfungsglieder sind oft in unterschiedlichen Farben gefertigt, derzeit werden Schwarz und Transparent häufig gepaart. Da bei vielen Schallpegelmessern die Höchst- und Tiefstgrenze auf 70 Dezibel begrenzt ist, muss beim Drehen darauf geachtet werden, dass die Grenze nicht überschritten wird, um das Gerät nicht zu beschädigen.
(3) Gewichtungsnetzwerk Um die unterschiedlichen Empfindlichkeiten des menschlichen Gehörs bei verschiedenen Frequenzen zu simulieren, ist ein Gewichtungsnetzwerk eingebaut, das die Höreigenschaften des menschlichen Ohrs simulieren und das elektrische Signal an ein dem Gehör ähnliches Netzwerk anpassen kann . Dieses Netzwerk wird Gewichtungsnetzwerk genannt. Der über das Bewertungsnetzwerk gemessene Schalldruckpegel ist nicht mehr der Schalldruckpegel der objektiven physikalischen Größe (linearer Schalldruckpegel genannt), sondern der durch das Gehör korrigierte Schalldruckpegel, der gewichtete Schallpegel oder Geräuschpegel genannt wird.
Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Bewertungsnetzwerken: A, B und C. Der A-bewertete Schallpegel dient dazu, die Frequenzeigenschaften des menschlichen Ohrs für Geräusche geringer Intensität unter 55 Dezibel zu simulieren. Der B-bewertete Schallpegel soll die Frequenzeigenschaften von Lärm mittlerer Intensität zwischen 55 und 85 Dezibel simulieren. Der C-bewertete Schallpegel soll die Eigenschaften von Lärm hoher Intensität simulieren. Der Unterschied zwischen den dreien besteht im Grad der Dämpfung der niederfrequenten Komponenten des Geräusches. A dämpft am stärksten, gefolgt von B und C am wenigsten. Der A-bewertete Schallpegel ist die weltweit am häufigsten verwendete Lärmmessung, da seine Kennlinie den Höreigenschaften des menschlichen Ohrs nahe kommt und B und C schrittweise verwendet werden. Die von Schallpegelmessern ermittelten Geräuschpegelwerte müssen die Messbedingungen angeben.
(4) Geophon und Indikatormessgerät Um das verstärkte Signal über das Messgerät anzuzeigen, ist außerdem ein Geophon erforderlich, um das sich schnell ändernde Spannungssignal in ein sich langsamer änderndes Gleichspannungssignal umzuwandeln. Die Größe dieser Gleichspannung ist proportional zur Größe des Eingangssignals. Je nach Messbedarf kann der Detektor in Spitzendetektor, Durchschnittsdetektor und Schwarz-RMS-Detektor unterteilt werden. Der Spitzendetektor kann den Maximalwert eines bestimmten Zeitintervalls liefern, und der Durchschnittsdetektor kann seinen absoluten Durchschnittswert in einem bestimmten Zeitintervall messen. Bei den meisten Messungen werden Wurzelquadratdetektoren verwendet, mit Ausnahme von Impulsgeräuschen wie Schüssen, die Spitzenwertmessungen erfordern. Der Effektivwertdetektor kann das Wechselstromsignal quadrieren, mitteln und quadrieren, um den Effektivwert der Spannung zu erhalten, und schließlich das Effektivwertspannungssignal an den Anzeigekopf senden. Der anzeigende Zählerkopf ist ein Stromzähler. Sofern die Skala kalibriert ist, kann der Dezibelwert des Geräuschpegels direkt am Messgerätekopf abgelesen werden. Die Kopfdämpfung von Schallpegelmessern hat im Allgemeinen zwei Gänge: „schnell“ und „langsam“. Die durchschnittliche Zeit des „schnellen“ Gangs beträgt 0,27 s, was der physiologischen Durchschnittszeit des menschlichen Hörorgans sehr nahe kommt; Die durchschnittliche Zeit des „langsamen“ Gangs beträgt 1,05 s. Bei der Messung von Dauergeräuschen oder bei der Aufzeichnung von Schallpegeländerungen ist es sinnvoller, den „schnellen“ Gang zu verwenden; Wenn die Schwankung des gemessenen Geräusches relativ groß ist, ist es sinnvoller, den „langsamen“ Gang zu verwenden. Um den Anforderungen des Messortes gerecht zu werden, verfügt der Schallpegelmesser in der Regel über ein Stativ, sodass er bei Bedarf auf dem Stativ befestigt werden kann.
Im Allgemeinen befinden sich einige Buchsen auf dem Panel. Wenn diese Buchsen mit einem tragbaren Oktavbandfilter verbunden werden, können sie ein kleines einfaches Spektrumanalysesystem für den Einsatz vor Ort bilden; wenn sie mit einem Tonbandgerät kombiniert werden, können die Live-Geräusche auf Band aufgezeichnet und für spätere, detailliertere Recherchen gespeichert werden;
