Cấu tạo của máy đo mức âm thanh
Máy đo mức âm thanh là dụng cụ đo tiếng ồn cơ bản nhất. Nó là một dụng cụ điện tử, nhưng nó khác với các dụng cụ điện tử khách quan như vôn kế. Khi chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành tín hiệu điện, nó có thể mô phỏng các đặc tính thời gian của tốc độ phản ứng của tai người đối với sóng âm thanh; đặc tính tần số của các độ nhạy khác nhau đối với tần số cao và thấp và đặc tính cường độ của việc thay đổi đặc tính tần số ở độ ồn khác nhau. Máy đo mức âm thanh là một công cụ điện tử chủ quan
Cấu tạo của máy đo mức âm thanh
Nó bao gồm micrô, bộ khuếch đại, bộ suy giảm, mạng trọng số, máy dò, đồng hồ chỉ báo và nguồn điện.
1. Micrô
Nó là một thiết bị chuyển đổi tín hiệu áp suất âm thanh thành tín hiệu điện áp, còn được gọi là micrô và là một cảm biến tuyệt vời. Các micrô phổ biến là tinh thể, điện trở, cuộn dây chuyển động và tụ điện.
Cảm biến cuộn dây chuyển động bao gồm màng rung, cuộn dây chuyển động, nam châm vĩnh cửu và máy biến áp. Màng rung bắt đầu rung sau khi chịu áp suất sóng âm và điều khiển cuộn dây di động được lắp cùng với nó rung trong từ trường để tạo ra dòng điện cảm ứng. Dòng điện thay đổi tùy theo độ lớn của áp suất âm thanh trên màng rung. Áp suất âm thanh càng lớn thì dòng điện tạo ra càng lớn; áp suất âm thanh càng nhỏ, dòng điện được tạo ra càng nhỏ.
Cảm biến điện dung chủ yếu bao gồm màng kim loại và điện cực kim loại gần nhau, về cơ bản là một tụ điện phẳng. Màng kim loại và các điện cực kim loại tạo thành hai bản 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, do đó tạo ra một điện áp xoay chiều có dạng sóng nằm trong phạm vi tuyến tính của micrô và mức áp suất âm thanh tạo thành một tỷ lệ thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu áp suất âm thanh thành tín hiệu điện áp.
Micro condenser là một micro lý tưởng trong đo lường âm học. 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 lường chung nên được sử dụng rộng rãi. Do trở kháng đầu ra của cảm biến điện dung rất cao nên cần phải thực hiện biến đổi trở kháng thông qua bộ tiền khuếch đại. Bộ tiền khuếch đại được lắp đặt bên trong máy đo mức âm thanh gần với bộ phận lắp đặt cảm biến điện dung.
2. Bộ khuếch đại và bộ suy hao
Nhiều bộ khuếch đại trong nước và nhập khẩu phổ biến hiện nay sử dụng bộ khuếch đại hai tầng trong mạch khuếch đại, cụ thể là bộ khuếch đại đầu vào và bộ khuếch đại đầu ra, chức năng của chúng là 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 trỏ đến vị trí thích hợp và độ suy giảm của từng bánh răng là 1{{2 }} decibel. Phạm vi điều chỉnh của bộ suy giảm được sử dụng bởi bộ khuếch đại đầu vào là mức thấp nhất của phép đo (chẳng hạn như 0 ~ 70 dB) và phạm vi điều chỉnh của bộ suy giảm được sử dụng bởi bộ khuếch đại đầu ra là mức cao nhất của phép đo (70 ~ 120 dB). Mặt số của bộ suy giảm đầu vào và đầu ra thường được làm bằng các màu khác nhau và hiện tại màu đen và trong suốt thường được ghép nối. Vì mức cao và thấp của nhiều máy đo mức âm thanh bị giới hạn ở mức 70 decibel, nên cần tránh vượt quá giới hạn khi xoay để không làm hỏng thiết bị.
3. Mạng trọng số
Để mô phỏng các độ nhạy khác nhau của thính giác con người ở các tần số khác nhau, có một thiết bị 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 thanh của đại lượng vật lý khách quan (gọi là mức áp suất âm tuyến tính), mà là mức áp suất âm thanh được hiệu chỉnh bởi thính giác, được gọi là mức âm thanh có trọng số hoặc mức độ tiếng ồn.
Nhìn chung có ba loại mạng trọng số: A, B và C. Mức âm thanh trọng số A là để mô phỏng các đặc tính tần số của tai người đối với tiếng ồn cường độ thấp dưới 55 decibel; mức âm thanh trọng số B là để mô phỏng các đặc tính tần số 55-85 decibel của tiếng ồn cường độ vừa phải; mức âm thanh trọng số C là để mô phỏng các đặc tính tần số của đặc tính tiếng ồn cường độ cao. Sự khác biệt giữa ba là mức độ suy giảm của các thành phần tần số thấp của tiếng ồn. A suy giảm nhiều nhất, tiếp theo là B và C ít nhất. Mức âm thanh trọng số A là phép đo tiếng ồn được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì đường cong đặc trưng của nó gần với đặc điểm nghe của tai người, và B và C dần dần được sử dụng. Số đọc độ ồn lấy từ máy đo độ ồn phải chỉ rõ điều kiện đo.
4. Geophone và đầu chỉ thị
Để hiển thị tín hiệu khuếch đại qua đồng hồ, cũng cần có bộ dò 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 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 lớn nhất 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 gốc bình phương được sử dụng trong hầu hết các phép đo, ngoại trừ âm thanh xung động như tiếng súng, yêu cầu phép đo cực đại.
Bộ phát hiện giá trị bình phương trung bình gốc có thể bình phương, trung bình và căn bậc hai 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 đồng hồ chỉ báo là đồng hồ điện, miễn là thang đo của nó được hiệu chỉnh, giá trị decibel của mức độ tiếng ồn có thể được đọc trực tiếp từ đầu đồng hồ. . Thời gian trung bình của bánh răng "nhanh" là 0.27s, rất gần với thời gian trung bình sinh lý của cơ quan thính giác con người; thời gian trung bình của bánh răng "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 thiết bị "nhanh" sẽ phù hợp hơn; khi độ dao động của tiếng ồn đo được tương đối lớn thì sử dụng bánh răng "chậm" sẽ phù hợp hơn.
