Hvad er princippet om lydniveaumåler?
Lydniveaumåleren er et grundlæggende instrument til støjmåling. Det er et elektronisk instrument, men det er anderledes end objektive elektroniske instrumenter såsom voltmetre.
Når akustiske signaler konverteres til elektriske signaler, kan tidsegenskaberne for det menneskelige øres reaktionshastighed på lydbølger simuleres;
Der er frekvenskarakteristika med forskellig følsomhed over for høje og lave frekvenser og intensitetskarakteristika, der ændrer frekvenskarakteristika ved forskellige lydstyrker. Derfor er en lydniveaumåler et subjektivt elektronisk instrument.
Arbejdsprincippet for lydniveaumåleren er:
Mikrofonen konverterer lyden til et elektrisk signal, og derefter ændrer forforstærkeren impedansen, så den passer til mikrofonen og dæmperen. Forstærkeren tilføjer udgangssignalet til vægtningsnetværket og udfører frekvensvægtning på signalet (eller et eksternt filter);
Derefter forstærkes signalet til en vis amplitude gennem dæmperen og forstærkeren og sendes derefter til den effektive værdidetektor (eller ekstern niveauoptager), og værdien af støjniveauet angives på indikatormåleren.
1) En mikrofon er en enhed, der konverterer lydtryksignaler til spændingssignaler. Det kaldes også en mikrofon. Det er sensoren på en lydniveaumåler. Almindelige mikrofoner omfatter krystal, elektret, bevægelig spole og kondensator.
Den dynamiske mikrofon er sammensat af en vibrerende membran, en bevægelig spole, en permanent magnet og en transformer.
Den vibrerende membran begynder at vibrere efter at være blevet udsat for lydbølgetryk og driver den bevægelige spole, der er installeret med den, til at vibrere i magnetfeltet for at generere induceret strøm.
Denne strøm ændres i overensstemmelse med mængden af lydbølgetryk, som den vibrerende membran udsættes for. Jo større lydtryk, jo større strøm genereres; jo lavere lydtryk, jo mindre strøm genereres.
Kondensatormikrofonen er hovedsageligt sammensat af en metalmembran og tæt anbragte metalelektroder. Det er i bund og grund en pladekondensator.
Metalmembranen og metalelektroden udgør de to plader i den flade kondensator. Når membranen påvirkes af lydtryk, deformeres membranen, hvilket får afstanden mellem de to plader til at ændre sig;
Som et resultat ændres kapacitansen, og spændingen i bitmålekredsløbet ændres også, hvilket realiserer funktionen med at konvertere lydtryksignalet til et spændingssignal.
Kondensatormikrofon er en ideel mikrofon til akustisk måling. Det har fordelene ved stort dynamisk område, flad frekvensgang, høj følsomhed og god stabilitet i generelle målemiljøer, så det er meget udbredt.
Da udgangsimpedansen for kondensatormikrofonen er meget høj, skal impedanskonvertering udføres gennem en forforstærker. Forforstærkeren er installeret inde i lydniveaumåleren tæt på hvor kondensatormikrofonen er installeret.
2) Forstærker
Generelt anvendes to-trins forstærkere, nemlig indgangsforstærker og udgangsforstærker, hvis funktion er at forstærke svage elektriske signaler.
Indgangsdæmperen og udgangsdæmperen bruges til at ændre dæmpningen af indgangssignalet og dæmpningen af udgangssignalet, så målermarkøren peger på den passende position.
Justeringsområdet for dæmperen, der bruges i indgangsforstærkeren, er den lave ende af målingen, og justeringsområdet for dæmperen, der bruges i udgangsforstærkeren, er den høje ende af målingen.
Mange lydniveaumålere har en cutoff på 70dB for den høje og lave ende.
3) Vægtet netværk
For at simulere de forskellige følsomheder af menneskelig hørelse ved forskellige frekvenser er lydniveaumåleren udstyret med et netværk, der kan simulere det menneskelige øres høreegenskaber og modificere det elektriske signal til en omtrentlig værdi af høresansen. Dette netværk kaldes et vægtningsnetværk.
Lydtryksniveauet målt gennem vægtningsnetværket er ikke længere lydtrykniveauet af en objektiv fysisk størrelse (kaldet lineært lydtrykniveau), men lydtryksniveauet modificeret af høresansen, kaldet vægtet lydniveau eller støjniveau.
