Grunnleggende om lydnivåmåler
Den iboende uregelmessige bevegelsen og gjensidig frastøting av luftmolekyler skaper en statisk kraft, som kalles atmosfærisk trykk. Lyd er vibrasjonen av luftmolekyler, og de vibrerende luftmolekylene genererer ekstra trykk på tverrsnittet de passerer gjennom, som kalles lydtrykk. Lydtrykket er mye mindre enn atmosfærisk trykk. Generelt brukes lydtrykknivå for å beskrive størrelsen på lyden. Det vil si at et veldig lite lydtrykk p0=2 x 10-5 Pa brukes som referanselydtrykk. Verdien som oppnås ved å multiplisere forholdet mellom det målte lydtrykket p og referanselydtrykket p0 med 20 kalles lydtrykknivå, og enheten er desibel (db). Desibel (dB) er oppkalt etter den amerikanske telefonoppfinneren Bell, da enheten for desibel er for stor, brukes den til å representere 1/10 av en desibel. Beregningen av desibel er ikke en lineær proporsjon, men en logaritmisk proporsjon. Når du bruker desibel for å beskrive lyd, må frekvensen oppgis samtidig.
Prinsipp og sammensetning av lydnivåmåler
En lydnivåmåler er et grunnleggende instrument i støymåling, typisk bestående av en mikrofon, forforsterker, attenuator, forsterker, frekvensvektingsnettverk og effektiv verdiindikatorhode.
Arbeidsprinsippet til en lydnivåmåler er at lyden konverteres til et elektrisk signal av en mikrofon, og deretter transformeres impedansen av en forforsterker for å matche mikrofonen med en attenuator. Forsterkeren legger til utgangssignalet til vektingsnettverket, utfører frekvensvekting på signalet (eller et eksternt filter), og forsterker deretter signalet til en viss amplitude gjennom en attenuator og forsterker, og sender det til den effektive verdidetektoren (eller en ekstern nivåopptaker). Støynivåverdien vises på indikatorhodet.
En mikrofon er en enhet som konverterer lydtrykksignaler til spenningssignaler, også kjent som en mikrofon. Det er sensoren til en lydnivåmåler. Det finnes flere vanlige typer mikrofoner, inkludert krystalltype, elektrettype, bevegelig spoletype og kapasitiv type.
1.1 En dynamisk spolemikrofon består av en vibrerende membran, en bevegelig spole, en magnet og en transformator. Etter å ha blitt utsatt for akustisk trykk, begynner den vibrerende membranen å vibrere og driver den bevegelige spolen installert med den til å vibrere i magnetfeltet for å generere indusert strøm. Strømmen varierer i henhold til størrelsen på det akustiske trykket som påføres den vibrerende membranen. Jo høyere lydtrykk, jo større generert strøm, og jo lavere lydtrykk, jo mindre generert strøm.
1.2 Kapasitiv mikrofon er hovedsakelig sammensatt av en metallmembran og en metallelektrode som er plassert veldig nær den, i hovedsak en flat kondensator. Metallfilmen og metallelektroden danner de to platene til en flat kondensator. Når filmen utsettes for lydtrykk, deformeres den, noe som forårsaker en endring i avstanden mellom de to platene og dermed endrer kapasitansen. Spenningen i posisjonsmålekretsen endres også, og oppnår funksjonen å konvertere lydtrykksignaler til spenningssignaler. Kapasitive mikrofoner er ideelle mikrofoner i akustiske målinger, med fordeler som stort dynamisk område, flat frekvensrespons, høy følsomhet og god stabilitet i generelle målemiljøer, noe som gjør dem mye brukt. På grunn av den høye utgangsimpedansen til kondensatormikrofonen, kreves impedanstransformasjon gjennom en forforsterker, som er installert inne i lydnivåmåleren nær stedet der kondensatormikrofonen er installert.
