Hvordan fungerer en lydnivåmåler?
En lydnivåmåler er et grunnleggende støymåleinstrument. Det er et elektronisk instrument, men det er forskjellig fra objektive elektroniske instrumenter som for eksempel voltmetre.
Når den konverterer akustiske signaler til elektriske signaler, kan den simulere tidskarakteristikkene til det menneskelige ørets responshastighet på lydbølger;
Frekvensegenskapene til forskjellige følsomheter for høye og lave frekvenser og intensitetskarakteristikkene til å endre frekvenskarakteristikk ved forskjellig lydstyrke. Derfor er en lydnivåmåler et subjektivt elektronisk instrument.
Arbeidsprinsippet til lydnivåmåleren er:
Mikrofonen konverterer lyden til et elektrisk signal, og forforsterkeren konverterer deretter impedansen til å matche mikrofonen med demperen. Forsterkeren legger til utgangssignalet til vektingsnettverket for å utføre frekvensvekting på signalet (eller eksternt filter);
Deretter forsterkes signalet til en viss amplitude av demperen og forsterkeren, og sendes deretter til RMS-detektoren (eller en ekstern trykknivåopptaker), og verdien av støynivået er gitt på indikatoren.
1) En mikrofon er en enhet som konverterer et lydtrykksignal til et spenningssignal. Det kalles også en mikrofon. Det er sensoren til lydnivåmåleren. Vanlige mikrofoner er krystall, elektret, dynamisk og kondensator.
En dynamisk mikrofon består av en diafragma, en bevegelig spole, en permanent magnet og en transformator.
Membranen begynner å vibrere etter å ha blitt utsatt for lydbølgetrykk, og driver den bevegelige spolen installert med den til å vibrere i magnetfeltet for å generere en indusert strøm.
Strømmen varierer i henhold til størrelsen på det akustiske trykket på den vibrerende membranen. Jo større lydtrykk, jo større strøm genereres, og jo lavere lydtrykk, jo mindre strøm genereres.
Kondensatormikrofoner er hovedsakelig sammensatt av metallmembraner og metallelektroder tett sammen, i hovedsak en flat kondensator.
Metallmembranen og metallelektrodene utgjør de to platene til den flate kondensatoren. Når membranen utsettes for lydtrykk, vil membranen deformeres, noe som fører til at avstanden mellom de to platene endres;
I tillegg til kapasitansen endres også spenningen i posisjonsmålekretsen, og realiserer effekten av å konvertere lydtrykksignalet til et spenningssignal.
Kondensatormikrofoner er ideelle mikrofoner i akustiske målinger. Den har fordelene med stort dynamisk område, flat frekvensrespons, høy følsomhet og god stabilitet i generelle målemiljøer, så det er mye brukt.
Siden utgangsimpedansen til kondensatormikrofonen er høy, kreves impedanskonvertering av forforsterkeren, som er installert inne i lydnivåmåleren nær delen der kondensatormikrofonen er installert.
2) Forsterker
Vanligvis brukes to-trinns forsterkere, nemlig inngangsforsterker og utgangsforsterker, og dens funksjon er å forsterke svake elektriske signaler.
Inngangsdemperen og utgangsdemperen brukes til å endre dempningen av inngangssignalet og dempningen av utgangssignalet, slik at pekeren til målerhodet er i riktig posisjon.
Justeringsområdet til demperen som brukes av inngangsforsterkeren er den lave enden av målingen, og justeringsområdet til demperen som brukes av utgangsforsterkeren er veldig egnet for målingen.
Mange lydnivåmålere har en grense på 70dB både på gao-enden og den lave enden.
3) Vektet nettverk
For å simulere de forskjellige følsomhetene til det menneskelige øret ved forskjellige frekvenser, er det et nettverk i lydnivåmåleren som kan simulere hørselskarakteristikkene til det menneskelige øret og korrigere det elektriske signalet til en omtrentlig hørselsverdi. Dette nettverket kalles et vektingsnettverk.
Lydtrykknivået målt av vektingsnettverket er ikke lenger lydtrykknivået til den objektive fysiske størrelsen (kalt det lineære lydtrykknivået), men lydtrykknivået etter hørselskorreksjon, som kalles det vektede lydnivået eller støynivået .
