Cấu tạo và chức năng của máy đo mức âm thanh
Máy đo mức âm thanh thường bao gồm micrô, bộ khuếch đại, bộ suy giảm, mạng trọng số, máy dò, máy đo chỉ báo và nguồn điện.
(1) Microphone Là thiết bị chuyển đổi tín hiệu áp suất âm thanh thành tín hiệu điện áp hay còn gọi là micro và là một cảm biến. Các loại micro phổ biến là tinh thể, điện tử, cuộn dây chuyển động và tụ điện. Cảm biến cuộn dây chuyển động bao gồm một màng rung, một cuộn dây chuyển động, một nam châm vĩnh cửu và một máy biến áp. Cơ hoành rung bắt đầu rung sau khi chịu áp suất sóng âm và điều khiển cuộn dây di động được lắp đặt cùng với nó dao động trong từ trường để tạo ra dòng điện cảm ứng. Dòng điện thay đổi tùy theo độ lớn của áp suất âm trên màng rung. Áp suất âm thanh càng lớn thì dòng điện tạo ra càng lớn; áp suất âm thanh càng nhỏ thì dòng điện tạo ra càng nhỏ
Cảm biến điện dung chủ yếu bao gồm các màng kim loại và các điện cực kim loại đặt gần nhau, về cơ bản là một tụ điện tấm phẳng. Màng ngăn kim loại và các điện cực kim loại tạo thành hai tấm của tụ điện phẳng. Khi màng loa chịu áp suất âm thanh, màng loa biến dạng, khoảng cách giữa hai tấm thay đổi và điện dung cũng thay đổi, từ đó tạo ra điện áp xoay chiều có dạng sóng tỷ lệ thuận với mức áp suất âm thanh trong phạm vi tuyến tính của micrô, thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu áp suất âm thanh thành tín hiệu điện áp.
Micro điện dung là micro lý tưởng trong đo âm thanh. Nó có ưu điểm là dải động lớn, đáp ứng tần số phẳng, độ nhạy cao và độ ổn định tốt trong môi trường đo chung nên được sử dụng rộng rãi. Do trở kháng đầu ra của cảm biến điện dung rất cao nên cần thực hiện chuyển đổi trở kháng thông qua bộ tiền khuếch đại. Bộ tiền khuếch đại được lắp đặt bên trong máy đo mức âm thanh gần nơi lắp đặt cảm biến điện dung.
(2) Bộ khuếch đại và bộ suy giảm Nhiều bộ khuếch đại trong nước và nhập khẩu phổ biến hiện nay sử dụng bộ khuếch đại hai tầng trong mạch khuếch đại, đó là bộ khuếch đại đầu vào và bộ khuếch đại đầu ra, có chức năng khuếch đại tín hiệu điện yếu. Bộ suy giảm đầu vào và bộ suy giảm đầu ra được sử dụng để thay đổi độ suy giảm của tín hiệu đầu vào và độ suy giảm của tín hiệu đầu ra, sao cho con trỏ của đầu đo hướng đến vị trí thích hợp và độ suy giảm của mỗi bánh răng là 1{{3 }} decibel. Phạm vi điều chỉnh của bộ suy giảm được bộ khuếch đại đầu vào sử dụng là để đo đầu dưới (chẳng hạn như 0 ~ 70 decibel) và phạm vi điều chỉnh bộ suy giảm được bộ khuếch đại đầu ra sử dụng là để đo đầu cao (70 ~ 120 decibel). Mặt số của bộ suy giảm đầu vào và đầu ra thường được làm bằng các màu khác nhau, hiện nay màu đen và trong suốt thường được ghép nối với nhau. Vì mức cao và thấp của nhiều máy đo mức âm thanh bị giới hạn 70 decibel nên cần tránh vượt quá giới hạn khi quay để không làm hỏng thiết bị.
(3) Mạng trọng số Để mô phỏng độ nhạy khác nhau của thính giác con người ở các tần số khác nhau, có một mạng tích hợp có thể mô phỏng các đặc điểm thính giác của tai người và điều chỉnh tín hiệu điện thành mạng tương tự như thính giác . Mạng này được gọi là mạng trọng số. Mức áp suất âm thanh được đo thông qua mạng trọng số không còn là mức áp suất âm của đại lượng vật lý khách quan (gọi là mức áp suất âm thanh tuyến tính), mà là mức áp suất âm thanh được điều chỉnh bằng thính giác, gọi là mức âm thanh có trọng số hoặc mức tiếng ồn.
Nhìn chung có ba loại mạng trọng số: A, B và C. Mức âm thanh trọng số A nhằm mô phỏng các đặc tính tần số của tai người với tiếng ồn cường độ thấp dưới 55 decibel; mức âm thanh trọng số B nhằm mô phỏng đặc tính tần số của tiếng ồn cường độ vừa phải trong khoảng từ 55 đến 85 decibel; mức âm thanh trọng số C là để mô phỏng các đặc tính của tiếng ồn cường độ cao. Sự khác biệt giữa ba loại này là mức độ suy giảm của các thành phần tần số thấp của nhiễu. A suy yếu nhiều nhất, tiếp theo là B và C ít nhất. Mức âm thanh trọng số A là thước đo tiếng ồn được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì đường cong đặc trưng của nó gần với đặc điểm thính giác của tai người, B và C dần dần được sử dụng. Các số đo mức ồn lấy từ máy đo mức âm thanh phải chỉ ra các điều kiện đo.
(4) Geophone và đồng hồ chỉ thị Để hiển thị tín hiệu khuếch đại qua đồng hồ, cũng cần có geophone để chuyển đổi tín hiệu điện áp thay đổi nhanh thành tín hiệu điện áp DC thay đổi chậm hơn. Độ lớn của điện áp DC này tỷ lệ thuận với độ lớn của tín hiệu đầu vào. Theo nhu cầu đo lường, máy dò có thể được chia thành máy dò cực đại, máy dò trung bình và máy dò RMS đen. Máy dò cực đại có thể cho giá trị tối đa trong một khoảng thời gian nhất định và máy dò trung bình có thể đo giá trị trung bình tuyệt đối của nó trong một khoảng thời gian nhất định. Máy dò căn bậc hai được sử dụng trong hầu hết các phép đo, ngoại trừ các âm thanh xung động như tiếng súng, đòi hỏi các phép đo cao điểm. Bộ dò giá trị bình phương trung bình gốc có thể bình phương, trung bình và căn bậc hai của tín hiệu AC để thu được giá trị bình phương trung bình gốc của điện áp, và cuối cùng gửi tín hiệu điện áp bình phương trung bình gốc đến đầu chỉ báo. Đầu công tơ chỉ thị là công tơ điện. Miễn là thang đo của nó được hiệu chỉnh, giá trị decibel của độ ồn có thể được đọc trực tiếp từ đầu đồng hồ. Giảm xóc đầu máy đo mức âm thanh thường có hai bánh răng "nhanh" và "chậm". Thời gian trung bình của bánh răng "nhanh" là 0,27 giây, rất gần với thời gian sinh lý trung bình của cơ quan thính giác con người; thời gian trung bình của số “chậm” là 1,05 giây. Khi đo tiếng ồn ở trạng thái ổn định hoặc cần ghi lại quá trình thay đổi mức âm thanh, sử dụng hộp số "nhanh" sẽ phù hợp hơn; khi độ dao động của tiếng ồn đo được tương đối lớn thì sử dụng bánh răng "chậm" sẽ thích hợp hơn. Để đáp ứng nhu cầu của địa điểm đo, máy đo mức âm thanh thường có chân máy để có thể cố định trên chân máy khi cần thiết.
Nhìn chung có một số giắc cắm trên bảng điều khiển. Nếu các giắc cắm này được kết nối với bộ lọc dải quãng tám di động, chúng có thể tạo thành một hệ thống phân tích phổ đơn giản quy mô nhỏ để sử dụng tại chỗ; nếu chúng được kết hợp với máy ghi âm, tiếng ồn trực tiếp có thể được ghi lại trên băng và lưu trữ để nghiên cứu chi tiết hơn sau này;
