Was ist das Prinzip eines Schallpegelmessers?
Der Schallpegelmesser ist ein grundlegendes Geräuschmessgerät. Es ist ein elektronisches Instrument, unterscheidet sich jedoch von objektiven elektronischen Instrumenten wie Voltmetern.
Bei der Umwandlung akustischer Signale in elektrische Signale kann der zeitliche Verlauf der Reaktionsgeschwindigkeit des menschlichen Ohrs auf Schallwellen simuliert werden;
Es gibt Frequenzkennlinien mit unterschiedlicher Empfindlichkeit gegenüber hohen und niedrigen Frequenzen und Intensitätskennlinien, die die Frequenzkennlinien bei unterschiedlicher Lautstärke verändern. Daher ist ein Schallpegelmesser ein subjektives elektronisches Instrument.
Das Funktionsprinzip des Schallpegelmessers ist:
Das Mikrofon wandelt den Ton in ein elektrisches Signal um, und dann ändert der Vorverstärker die Impedanz, um sie an das Mikrofon und den Dämpfer anzupassen. Der Verstärker fügt das Ausgangssignal dem Gewichtungsnetzwerk hinzu und führt eine Frequenzgewichtung des Signals durch (oder eines externen Filters);
Anschließend wird das Signal über den Dämpfer und den Verstärker auf eine bestimmte Amplitude verstärkt und anschließend an den Effektivwertdetektor (oder einen externen Pegelschreiber) gesendet. Der Geräuschpegelwert wird auf dem Anzeigemessgerät angezeigt.
1) Ein Mikrofon ist ein Gerät, das Schalldrucksignale in Spannungssignale umwandelt. Es wird auch Mikrophon genannt. Es ist der Sensor eines Schallpegelmessers. Zu den gängigen Mikrofonen gehören Kristall-, Elektret-, Tauchspulen- und Kondensatormikrophone.
Das dynamische Mikrofon besteht aus einer vibrierenden Membran, einer beweglichen Spule, 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, um induzierten Strom zu erzeugen.
Dieser Strom ändert sich je nach Schallwellendruck, dem die vibrierende Membran ausgesetzt ist. Je höher der Schalldruck, desto höher der erzeugte Strom; je niedriger der Schalldruck, desto kleiner der erzeugte Strom.
Das Kondensatormikrofon besteht hauptsächlich aus einer Metallmembran und eng beieinander liegenden Metallelektroden. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Plattenkondensator.
Die Metallmembran und die Metallelektrode bilden die beiden Platten des Flachkondensators. Wenn Schalldruck auf die Membran einwirkt, verformt sie sich, wodurch sich der Abstand zwischen den beiden Platten ändert.
Dadurch ändert sich die Kapazität und auch die Spannung im Bitmesskreis ändert sich, wodurch die Funktion der Umwandlung des Schalldrucksignals in ein Spannungssignal realisiert wird.
Das Kondensatormikrofon ist das ideale Mikrofon für akustische Messungen. Es bietet die Vorteile eines großen Dynamikbereichs, eines flachen Frequenzgangs, einer hohen Empfindlichkeit und einer guten Stabilität in allgemeinen Messumgebungen und wird daher häufig verwendet.
Da die Ausgangsimpedanz des Kondensatormikrofons sehr hoch ist, muss die Impedanzumwandlung über einen Vorverstärker erfolgen. Der Vorverstärker wird im Schallpegelmesser in der Nähe des Einbauorts des Kondensatormikrofons installiert.
2) Verstärker
Dabei kommen in der Regel zweistufige Verstärker zum Einsatz, nämlich Eingangsverstärker und Ausgangsverstärker, deren Aufgabe darin besteht, schwache elektrische Signale zu verstärken.
Mit dem Eingangsdämpfer und dem Ausgangsdämpfer können Sie die Dämpfung des Eingangssignals bzw. die Dämpfung des Ausgangssignals so verändern, dass der Messzeiger auf die entsprechende Stelle zeigt.
Der Einstellbereich des im Eingangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds stellt die untere Grenze der Messung dar, und der Einstellbereich des im Ausgangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds stellt die obere Grenze der Messung dar.
Viele Schallpegelmesser haben eine Grenzfrequenz von 70 dB für die hohen und niedrigen Töne.
3) Gewichtetes Netzwerk
Um die unterschiedliche Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs bei unterschiedlichen Frequenzen zu simulieren, ist der Schallpegelmesser mit einem Netzwerk ausgestattet, das die Höreigenschaften des menschlichen Ohrs simulieren und das elektrische Signal auf einen ungefähren Wert des Hörsinns modifizieren kann. Dieses Netzwerk wird Gewichtungsnetzwerk genannt.
Der über das Bewertungsnetzwerk gemessene Schalldruckpegel ist nicht mehr der Schalldruckpegel einer objektiven physikalischen Größe (linearer Schalldruckpegel genannt), sondern der durch das Gehör modifizierte Schalldruckpegel, bewerteter Schallpegel oder Geräuschpegel genannt.
