Der Aufbau und das Funktionsprinzip von Schallpegelmessern
Es besteht im Allgemeinen aus einem Mikrofon, einem Verstärker, einem Dämpfungsglied, einem Gewichtungsnetzwerk, einem Detektor, einem Anzeigekopf und einer Stromversorgung.
(1) Ein Mikrofon ist ein Gerät, das Schalldrucksignale in Spannungssignale umwandelt, auch Mikrofon oder Sensor genannt. Zu den gängigen Arten von Mikrofonen gehören Kristall-, Elektret-, Schwingspulen- und kapazitive Mikrofone.
Ein dynamischer Spulensensor besteht aus einer vibrierenden Membran, einer beweglichen Spule, einem Magneten und einem Transformator. Nach der Beaufschlagung mit Schalldruck beginnt die Schwingmembran zu schwingen und treibt die darin eingebaute bewegliche Spule im Magnetfeld zum Schwingen an, wodurch ein induzierter Strom erzeugt wird. Der Strom variiert je nach Größe des auf die vibrierende Membran wirkenden Schalldrucks. Je höher der Schalldruck, desto größer der erzeugte Strom; Je geringer der Schalldruck ist, desto kleiner ist der erzeugte Strom.
Kapazitive Sensoren bestehen hauptsächlich aus Metallmembranen und eng benachbarten Metallelektroden, im Wesentlichen einem flachen Kondensator. Metallfilm und Metallelektrode bilden die beiden Platten des Flachkondensators. Wenn die Membran Schalldruck ausgesetzt wird, verformt sie sich, was zu einer Änderung des Abstands zwischen den beiden Platten und einer Kapazitätsänderung führt, was zu einer Wechselspannung führt, deren Wellenform proportional zum Schalldruckpegel innerhalb des linearen Bereichs des Mikrofons ist, wodurch die Funktion der Umwandlung von Schalldrucksignalen in elektrische Drucksignale erreicht wird.
Kapazitive Mikrofone sind ideale Mikrofone für akustische Messungen, 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 ist eine Impedanztransformation durch einen Vorverstärker erforderlich, der im Schallpegelmesser in der Nähe des Installationsorts des kapazitiven Sensors installiert ist.
(2) Viele gängige inländische und importierte Verstärker und Dämpfungsglieder verwenden derzeit zweistufige Verstärker in Verstärkungsschaltungen, 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 der Zeiger des Messkopfes auf die entsprechende Position zeigt und die Dämpfung jedes Gangs 10 Dezibel beträgt. Der Einstellbereich des im Eingangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds dient zur Messung des unteren Endes (z. B. 0–70 Dezibel), und der Einstellbereich des im Ausgangsverstärker verwendeten Dämpfungsglieds dient zur Messung von * * (70–120 Dezibel). Die Zifferblätter der Ein- und Ausgangsdämpfungsglieder sind oft in unterschiedlichen Farben gefertigt, und derzeit werden Schwarz und Transparent oft zusammen gepaart. Da viele Schallpegelmesser einen oberen und unteren Grenzwert von 70 Dezibel haben, ist es wichtig, eine Überschreitung des Grenzwerts während der Drehung zu verhindern, um eine Beschädigung des Geräts zu vermeiden.
(3) Das gewichtete Netzwerk soll die unterschiedlichen Empfindlichkeiten der menschlichen Hörwahrnehmung bei verschiedenen Frequenzen simulieren. Es umfasst ein Netzwerk, das die Höreigenschaften des menschlichen Ohrs nachahmen und elektrische Signale modifizieren kann, um die Hörwahrnehmung anzunähern. Diese Art von Netzwerk wird als gewichtetes Netzwerk bezeichnet. Der über ein gewichtete Netzwerk gemessene Schalldruckpegel ist nicht länger eine objektive physikalische Größe des Schalldruckpegels (linearer Schalldruckpegel genannt), sondern ein um die Hörwahrnehmung korrigierter Schalldruckpegel, der gewichteter Schallpegel oder Lärmpegel genannt wird.
Im Allgemeinen gibt es drei Arten von gewichteten Netzwerken: A, B und C. Ein-gewichteter Schallpegel simuliert die Frequenzeigenschaften von Geräuschen geringer-Intensität unter 55 Dezibel für das menschliche Ohr; Der B--gewichtete 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 drei liegt im Grad der Dämpfung der niederfrequenten Rauschkomponenten, wobei A eine stärkere Dämpfung erfährt, gefolgt von B und C eine geringere Dämpfung erfährt. Der A-bewertete Schallpegel wird weltweit häufig bei der Lärmmessung verwendet, da seine Kennlinie den Höreigenschaften des menschlichen Ohrs nahe kommt, während B und C nach und nach aus dem Verkehr gezogen werden.
