Hvordan fungerer en lydniveaumåler?
En lydniveaumåler 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 den simulere tidsegenskaberne for det menneskelige øres reaktionshastighed på lydbølger;
Frekvensegenskaberne for forskellige følsomheder over for høje og lave frekvenser og intensitetskarakteristika ved skiftende frekvenskarakteristika ved forskellig lydstyrke. Derfor er en lydniveaumåler et subjektivt elektronisk instrument.
Arbejdsprincippet for lydniveaumåleren er:
Mikrofonen konverterer lyden til et elektrisk signal, og forforstærkeren konverterer derefter impedansen til at matche mikrofonen med dæmperen. Forstærkeren tilføjer udgangssignalet til vægtningsnetværket for at udføre frekvensvægtning på signalet (eller eksternt filter);
Derefter forstærkes signalet til en vis amplitude af dæmperen og forstærkeren og sendes derefter til RMS-detektoren (eller en ekstern presseniveauoptager), og værdien af støjniveauet angives på indikatoren.
1) En mikrofon er en enhed, der konverterer et lydtryksignal til et spændingssignal. Det kaldes også en mikrofon. Det er sensoren på lydniveaumåleren. Almindelige mikrofoner er krystal, elektret, dynamisk og kondensator.
En dynamisk mikrofon består af en membran, en bevægelig spole, en permanent magnet og en transformer.
Membranen 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 en induceret strøm.
Strømmen varierer i henhold til størrelsen af det akustiske tryk på den vibrerende membran. Jo større lydtryk, jo større strøm genereres, og jo lavere lydtryk, jo mindre strøm genereres.
Kondensatormikrofoner er hovedsageligt sammensat af metalmembraner og metalelektroder tæt sammen, i det væsentlige en flad kondensator.
Metalmembranen og metalelektroderne udgør de to plader i den flade kondensator. Når membranen udsættes for lydtryk, vil membranen deformeres, hvilket får afstanden mellem de to plader til at ændre sig;
Ud over kapacitansen ændres også spændingen i positionsmålekredsløbet, hvilket realiserer effekten af at konvertere lydtryksignalet til et spændingssignal.
Kondensatormikrofoner er ideelle mikrofoner til akustiske målinger. Det har fordelene ved stort dynamisk område, flad frekvensrespons, høj følsomhed og god stabilitet i generelle målemiljøer, så det er meget udbredt.
Da udgangsimpedansen for kondensatormikrofonen er høj, kræves impedanskonvertering af forforstærkeren, som er installeret inde i lydniveaumåleren nær den del, hvor kondensatormikrofonen er installeret.
2) Forstærker
Generelt bruges to-trins forstærkere, nemlig indgangsforstærker og udgangsforstærker, og dens funktion er at forstærke svage elektriske signaler.
Indgangsdæmperen og udgangsdæmperen bruges til at ændre dæmpningen af indgangssignalet og dæmpningen af udgangssignalet, så målerhovedets viser er i den korrekte position.
Justeringsområdet for dæmperen, der bruges af indgangsforstærkeren, er den lave ende af målingen, og justeringsområdet for dæmperen, som bruges af udgangsforstærkeren, er meget velegnet til målingen.
Mange lydniveaumålere har en grænse på 70dB både i gao-enden og den lave ende.
3) Vægtet netværk
For at simulere det menneskelige øres forskellige følsomheder ved forskellige frekvenser er der et netværk i lydniveaumåleren, som kan simulere det menneskelige øres auditive karakteristika og korrigere det elektriske signal til en omtrentlig høreværdi. Dette netværk kaldes et vægtningsnetværk.
Lydtryksniveauet målt af vægtningsnettet er ikke længere lydtrykniveauet af den objektive fysiske størrelse (kaldet det lineære lydtrykniveau), men lydtrykniveauet efter hørekorrektion, som kaldes det vægtede lydniveau eller støjniveauet .
