Grundlæggende om lydniveaumåler
Den iboende uregelmæssige bevægelse og gensidige frastødning af luftmolekyler skaber en statisk kraft, som kaldes atmosfærisk tryk. Lyd er vibration af luftmolekyler, og de vibrerende luftmolekyler genererer yderligere tryk på det tværsnit, de passerer igennem, hvilket kaldes lydtryk. Lydtrykket er meget mindre end atmosfærisk tryk. Generelt bruges lydtrykniveauet til at beskrive lydens størrelse. Det vil sige, at et meget lille lydtryk p0=2 x 10-5 Pa bruges som referencelydtryk. Værdien opnået ved at gange forholdet mellem det målte lydtryk p og referencelydtrykket p0 med 20 kaldes lydtryksniveau, og enheden er decibel (db). Decibel (dB) er opkaldt efter den amerikanske telefonopfinder Bell, da enheden for decibel er for stor, bruges den til at repræsentere 1/10 af en decibel. Beregningen af decibel er ikke en lineær proportion, men en logaritmisk proportion. Når du bruger decibel til at beskrive lyd, skal frekvensen angives samtidig.
Princip og sammensætning af lydniveaumåler
En lydniveaumåler er et grundlæggende instrument i støjmåling, typisk bestående af en mikrofon, forforstærker, dæmper, forstærker, frekvensvægtningsnetværk og effektiv værdiindikatorhoved.
Arbejdsprincippet for en lydniveaumåler er, at lyden omdannes til et elektrisk signal ved hjælp af en mikrofon, hvorefter impedansen transformeres af en forforstærker, så den matcher mikrofonen med en dæmper. Forstærkeren tilføjer udgangssignalet til vægtningsnetværket, udfører frekvensvægtning på signalet (eller et eksternt filter), og forstærker derefter signalet til en bestemt amplitude gennem en dæmper og forstærker og sender det til den effektive værdidetektor (eller en ekstern niveauoptager). Støjniveauværdien vises på indikatorhovedet.
En mikrofon er en enhed, der konverterer lydtryksignaler til spændingssignaler, også kendt som en mikrofon. Det er sensoren på en lydniveaumåler. Der er flere almindelige typer mikrofoner, herunder krystaltype, elektrettype, bevægelig spoletype og kapacitiv type.
1.1 En dynamisk spolemikrofon består af en vibrerende membran, en bevægelig spole, en magnet og en transformer. Efter at være blevet udsat for akustisk tryk, begynder den vibrerende membran at vibrere og driver den bevægelige spole, der er installeret med den, til at vibrere i magnetfeltet for at generere induceret strøm. Strømmen varierer i henhold til størrelsen af det akustiske tryk, der påføres den vibrerende membran. Jo højere lydtryk, jo større er den genererede strøm, og jo lavere lydtryk, jo mindre er den genererede strøm.
1.2 Kapacitiv mikrofon er hovedsageligt sammensat af en metalmembran og en metalelektrode placeret meget tæt på den, i det væsentlige en flad kondensator. Metalfilmen og metalelektroden danner de to plader i en flad kondensator. Når filmen udsættes for lydtryk, deformeres den, hvilket medfører en ændring i afstanden mellem de to plader og dermed ændrer kapacitansen. Spændingen i positionsmålekredsløbet ændres også, hvilket opnår funktionen med at konvertere lydtryksignaler til spændingssignaler. Kapacitive mikrofoner er ideelle mikrofoner til akustiske målinger, med fordele som stort dynamikområde, flad frekvensrespons, høj følsomhed og god stabilitet i generelle målemiljøer, hvilket gør dem meget udbredte. På grund af kondensatormikrofonens høje udgangsimpedans kræves impedanstransformation gennem en forforstærker, som er installeret inde i lydniveaumåleren nær det sted, hvor kondensatormikrofonen er installeret.
