Sử dụng máy đo mức âm thanh trong ngành công nghiệp ô tô
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy đo mức âm thanh
Máy đo mức âm thanh là một thiết bị có thể đo mức độ tiếng ồn của tiếng ồn công nghiệp, tiếng ồn sinh hoạt, tiếng ồn giao thông, v.v. theo đặc điểm thính giác của tai người. Mức độ tiếng ồn đề cập đến mức áp suất âm thanh (dB) hoặc mức âm lượng (phon) được đo bằng máy đo mức âm thanh và được điều chỉnh để nghe được. Theo độ chính xác của máy đo mức âm thanh đo 100{{10}}Hz trong điều kiện tiêu chuẩn, vào những năm 1960, máy đo mức âm thanh được chia thành hai trên thế giới, một loại được gọi là máy đo mức âm thanh chính xác và loại còn lại được gọi là máy đo mức âm thanh thông thường. Nước ta cũng áp dụng phương pháp này. Từ những năm 1970, một số quốc gia đã giới thiệu phương pháp bốn loại, được chia thành Loại 0, Loại 1, Loại 2 và Loại 3. Độ chính xác của chúng là ±0,4dB, ±0,7dB, ±1,0dB và ±1,5dB, tương ứng. Theo các nguồn năng lượng khác nhau được sử dụng bởi máy đo mức âm thanh, nó cũng có thể được chia thành máy đo mức âm thanh loại AC và DC với pin khô, và loại sau cũng có thể được xách tay. Portable có ưu điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và sử dụng tại chỗ thuận tiện.
Nói chung, nó bao gồm micrô, bộ khuếch đại, bộ suy giảm, mạng trọng số, máy dò, đồng hồ chỉ thị 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 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
Hiện nay, nhiều bộ khuếch đại phổ biến trong nước và nhập khẩu 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, 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 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 đáy 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 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 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 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. B và C đã dần được sử dụng.
Số đo 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 đầu công tơ, 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 lớn nhất 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 như tiếng súng, yêu cầu phép đo cực đại.
