Wie sind Schallpegelmesser aufgebaut?
Es besteht aus einem Mikrofon, einem Verstärker, einem Dämpfungsglied, einem Gewichtsnetzwerk, einem Detektor, einem Anzeigekopf und einem Netzteil.
1. Mikrofon
Es handelt sich um ein Gerät, das Schalldrucksignale in Spannungssignale umwandelt, auch Mikrofon genannt, und ist ein Sensor. Zu den gängigen Mikrofontypen gehören der Kristalltyp, der Elektrettyp, der dynamische Spulentyp und der kapazitive Typ.
Der dynamische Spulensensor besteht aus einer vibrierenden Membran, einer beweglichen Spule, einem Permanentmagneten und einem Transformator. Nach der Beaufschlagung mit Schalldruck beginnt die Schwingmembran zu schwingen und bringt die darin eingebaute bewegliche Spule im Magnetfeld zum Schwingen, wodurch ein induzierter Strom erzeugt wird. Der Strom variiert je nach Höhe des Schalldrucks, der auf die vibrierende Membran ausgeübt wird. Je höher der Schalldruck, desto größer der erzeugte Strom; Je geringer der Schalldruck ist, desto kleiner ist der erzeugte Strom.
Ein kapazitiver Sensor besteht im Wesentlichen aus einer Metallmembran und einer sehr nahe daran befindlichen Metallelektrode, im Wesentlichen einem Flachkondensator. Metallmembran und Metallelektrode bilden die beiden Platten des Flachkondensators. Wenn die Membran Schalldruck ausgesetzt wird, verformt sie sich, wodurch sich der Abstand zwischen den beiden Platten und der Kapazität ändert, wodurch eine Wechselspannung entsteht. Seine Wellenform ist proportional zum Schalldruckpegel innerhalb des linearen Bereichs des Mikrofons und erfüllt die Funktion, das Schalldrucksignal in ein elektrisches Drucksignal umzuwandeln.
Kapazitive Mikrofone sind ideale Mikrofone für die akustische Messung, da sie aufgrund ihrer Vorteile wie großem Dynamikbereich, flachem Frequenzgang, hoher Empfindlichkeit und guter Stabilität in allgemeinen Messumgebungen weit verbreitet sind. Aufgrund der hohen Ausgangsimpedanz kapazitiver Sensoren muss die Impedanztransformation über einen Vorverstärker durchgeführt werden, der im Schallpegelmesser in der Nähe des Installationsorts des kapazitiven Sensors installiert ist.
2. Verstärker und Dämpfungsglieder
Viele beliebte inländische und importierte Verstärker verwenden derzeit zweistufige Verstärker in Verstärkerschaltungen, nämlich Eingangsverstärker und Ausgangsverstärker, die schwache elektrische Signale verstärken. Der Eingangsdämpfer und der Ausgangsdämpfer werden verwendet, um die Dämpfung des Eingangssignals und die Dämpfung des Ausgangssignals zu ändern, sodass sich der Zeiger des Messgeräts in der entsprechenden Position befindet und die Dämpfung jedes Gangs 10 Dezibel beträgt. Der Einstellbereich des im Eingangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds liegt am unteren Ende der Messung (z. B. 0-70 Dezibel), während der Einstellbereich des im Ausgangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds am oberen Ende der Messung liegt ({{3} } Dezibel). Die Zifferblätter der Ein- und Ausgangsdämpfungsglieder sind häufig in unterschiedlichen Farben gefertigt, derzeit werden sie meist mit Schwarz und Transparent gepaart. Da viele Schallpegelmesser einen Ober- und Untergrenzwert von 70 Dezibel haben, ist es notwendig, eine Überschreitung des Grenzwertes während der Drehung zu verhindern, um Schäden am Gerät zu vermeiden.
3. Gewichtungsnetzwerk
Um die Empfindlichkeit der menschlichen Hörwahrnehmung bei verschiedenen Frequenzen zu simulieren, befindet sich im Inneren ein Netzwerk, das die Höreigenschaften des menschlichen Ohrs simulieren kann. Das elektrische Signal wird in ein Netzwerk korrigiert, das der auditiven Wahrnehmung ähnelt und als gewichtetes Netzwerk bezeichnet wird. Der über ein gewichtete Netzwerk gemessene Schalldruckpegel ist keine objektive physikalische Größe mehr (linearer Schalldruckpegel genannt), sondern ein durch die Hörwahrnehmung korrigierter Schalldruckpegel, der gewichtete Schallpegel oder Geräuschpegel genannt wird.
Im Allgemeinen gibt es drei Arten von gewichteten Netzwerken: A, B und C. Der A-bewertete Schallpegel ist eine Frequenzcharakteristik, die die Reaktion des menschlichen Ohrs auf Geräusche geringer Intensität unter 55 Dezibel simuliert. Der B-bewertete Schallpegel simuliert die Frequenzeigenschaften von Lärm mittlerer Intensität im Bereich von 55 bis 85 Dezibel; Der C-bewertete Schallpegel ist ein Merkmal für die Simulation von Lärm hoher Intensität. Der Unterschied zwischen den dreien besteht im Grad der Dämpfung der niederfrequenten Rauschanteile, wobei A die größte Dämpfung aufweist, B den zweiten Platz einnimmt und C die geringste Dämpfung aufweist. Der A-bewertete Schallpegel ist aufgrund seiner Kennlinie, die den Höreigenschaften des menschlichen Ohrs ähnelt, derzeit die weltweit am häufigsten verwendete Art der Lärmmessung, während B und C nach und nach nicht mehr verwendet werden. Der vom Schallpegelmesser ermittelte Geräuschpegelwert muss die Messbedingungen widerspiegeln.
4. Sensoren und Anzeigeköpfe
Damit das verstärkte Signal über den Zählerkopf angezeigt werden kann, ist außerdem ein Detektor erforderlich, der das sich schnell ändernde Spannungssignal in ein sich langsamer änderndes Gleichspannungssignal umwandelt. Die Größe dieser Gleichspannung ist proportional zur Größe des Eingangssignals. Je nach Messbedarf gibt es zwei Arten von Detektoren: Spitzendetektor und Durchschnittsdetektor sowie Schwarz-Effektivwert-Detektor. Der Spitzendetektor kann den Maximalwert in einem bestimmten Zeitintervall liefern, während der Durchschnittsdetektor seinen absoluten Durchschnittswert in einem bestimmten Zeitintervall messen kann. Mit Ausnahme von Impulsgeräuschen wie Schüssen, deren Spitzenwert gemessen werden muss, werden bei den meisten Messungen Wurzelquadratdetektoren verwendet.
