Използване на шумомери в автомобилната индустрия
Устройството и принципът на работа на шумомера
Звукомерът е инструмент, който може да измерва нивото на шума от промишлен шум, битов шум, шум от трафик и т.н. според слуховите характеристики на човешкото ухо. Нивото на шума се отнася до нивото на звуковото налягане (dB) или нивото на силата на звука (phon), измерено със звукомер и коригирано за слуха. Според точността на шумомера, измерващ 100{{10}}Hz чист тон при стандартни условия, през 60-те години шумомерът е разделен на две категории в света, единият се нарича прецизен шумомер, а другият се нарича обикновен звукомер. Нашата страна също възприема този метод. От 70-те години на миналия век някои страни въведоха метод с четири категории, който е разделен на тип 0, тип 1, тип 2 и тип 3. Точността им е ±0,4dB, ±0,7dB, ±1,0dB и ±1,5dB, съответно. Според различните източници на захранване, използвани от шумомера, той може също да бъде разделен на шумомер тип AC и тип DC със сухи батерии, като последният може да бъде и преносим. Преносимият има предимствата на малък размер, леко тегло и удобна употреба на място.
Като цяло той се състои от микрофон, усилвател, атенюатор, мрежа за претегляне, детектор, измервателен уред и захранване.
(1) Микрофон
Това е устройство, което преобразува сигнал за звуково налягане в сигнал за напрежение, известно още като микрофон, и е отличен сензор. Често срещаните микрофони са кристални, електретни, с подвижна намотка и кондензатор.
Сензорът с подвижна намотка се състои от вибрираща диафрагма, подвижна намотка, магнит и трансформатор. Вибриращата диафрагма започва да вибрира, след като бъде подложена на натиск от звукова вълна, и задвижва подвижната намотка, инсталирана с нея, да вибрира в магнитното поле, за да генерира индуциран ток. Токът варира в зависимост от големината на акустичното налягане върху вибриращата диафрагма. Колкото по-голямо е звуковото налягане, толкова по-голям е генерираният ток; колкото по-малко е звуковото налягане, толкова по-малък е генерираният ток.
Капацитивните сензори се състоят главно от метални диафрагми и метални електроди, които са близо един до друг, което по същество представлява кондензатор с плоска пластина. Металната диафрагма и металните електроди съставляват двете пластини на плоския кондензатор. Когато диафрагмата е подложена на звуково налягане, диафрагмата се деформира, разстоянието между двете плочи се променя и капацитетът също се променя, като по този начин се генерира променливо напрежение, чиято форма на вълната е в рамките на линейния диапазон на микрофона и нивото на звуковото налягане Формиране на съотношение реализира функцията за преобразуване на сигнала за звуково налягане в сигнал за напрежение.
Кондензаторният микрофон е идеален микрофон за акустично измерване. Той има предимствата на голям динамичен обхват, равна честотна характеристика, висока чувствителност и добра стабилност в обща измервателна среда, така че се използва широко. Тъй като изходният импеданс на капацитивния сензор е много висок, е необходимо да се извърши трансформация на импеданса през предусилвателя. Предусилвателят е монтиран вътре в шумомера близо до частта, където е монтиран капацитивният сензор.
(2) Усилвател и атенюатор
Понастоящем много популярни домашни и вносни усилватели използват двустепенни усилватели в усилващата верига, а именно входния усилвател и изходния усилвател, чиято функция е да усилва слабия електрически сигнал. Входният атенюатор и изходният атенюатор се използват за промяна на затихването на входния сигнал и затихването на изходния сигнал, така че показалецът на главата на измервателния уред да сочи към подходящата позиция, а затихването на всяка предавка е 1{{2 }} децибела. Диапазонът на регулиране на атенюатора, използван от входния усилвател, е дъното на измерване (като 0~70 dB), а диапазонът на регулиране на атенюатора, използван от изходния усилвател, е измерването (70~120 dB). Циферблатите на входните и изходните атенюатори често се правят в различни цветове, а в момента черно и прозрачно често се сдвояват. Тъй като високите и ниските нива на много шумомери са ограничени от 70 децибела, е необходимо да се предотврати превишаването на границата при въртене, за да не се повреди устройството.
(3) Мрежа за претегляне
За да се симулира различната чувствителност на човешкия слух при различни честоти, има вграден такъв, който може да симулира слуховите характеристики на човешкото ухо и да коригира електрическия сигнал към мрежа, която е подобна на слуха. Тази мрежа се нарича претегляща мрежа. Нивото на звуково налягане, измерено чрез претеглящата мрежа, вече не е нивото на звуково налягане на обективната физическа величина (наречено линейно ниво на звуково налягане), а нивото на звуково налягане, коригирано от слуховото усещане, наречено претеглено ниво на звука или ниво на шума.
Най-общо има три типа претеглящи мрежи: A, B и C. А-претегленото ниво на звука трябва да симулира честотните характеристики на човешкото ухо на шум с нисък интензитет под 55 децибела; B-претегленото ниво на звука трябва да симулира честотните характеристики на шум с умерен интензитет между 55 и 85 децибела; С-претегленото ниво на звука трябва да симулира честотните характеристики на характеристиката на шума с висок интензитет. Разликата между трите е степента на затихване на нискочестотните компоненти на шума. А отслабва най-много, следван от В и С най-малко. А-претегленото ниво на звука е най-широко използваното измерване на шума в света, тъй като неговата характеристична крива е близка до слуховите характеристики на човешкото ухо. B и C са постепенно използвани.
Отчитанията на нивото на шума, взети от шумомери, трябва да показват условията на измерване.
(4) Геофон и индикаторна глава
За да се покаже усиленият сигнал през главата на измервателния уред, е необходим и детектор, който да преобразува бързо променящия се сигнал за напрежение в по-бавно променящ се сигнал за постоянно напрежение. Големината на това постоянно напрежение е пропорционална на големината на входния сигнал. Според нуждите на измерването детекторът може да бъде разделен на пиков детектор, среден детектор и черен RMS детектор. Пиковият детектор може да даде максималната стойност в определен интервал от време, а средният детектор може да измери максималната средна стойност в определен интервал от време. Корен квадратни детектори се използват при повечето измервания, с изключение на импулсивни звуци като стрелба, които изискват пикови измервания.
