Основи на измервателя на нивото на звука
Присъщото неравномерно движение и взаимното отблъскване на молекулите на въздуха създават статична сила, която се нарича атмосферно налягане. Звукът е вибрацията на въздушните молекули, а вибриращите въздушни молекули генерират допълнително налягане върху напречното сечение, през което преминават, което се нарича звуково налягане. Звуковото налягане е много по-малко от атмосферното. Обикновено нивото на звуковото налягане се използва за описание на размера на звука. Тоест много малко звуково налягане p0=2 x 10-5 Pa се използва като еталонно звуково налягане. Стойността, получена чрез умножаване на отношението на измереното звуково налягане p към еталонното звуково налягане p0 по 20, се нарича ниво на звуково налягане, а единицата е децибели (db). Децибел (dB) е кръстен на американския изобретател на телефона Бел, тъй като единицата децибел е твърде голяма и се използва за представяне на 1/10 от децибела. Изчисляването на децибели не е линейна пропорция, а логаритмична пропорция. Когато използвате децибели за описание на звука, честотата трябва да бъде дадена едновременно.
Принцип и състав на шумомера
Звукомерът е основен инструмент за измерване на шума, обикновено състоящ се от микрофон, предусилвател, атенюатор, усилвател, мрежа за честотно претегляне и индикаторна глава за ефективна стойност.
Принципът на работа на шумомера е, че звукът се преобразува в електрически сигнал от микрофон и след това импедансът се трансформира от предусилвател, за да съответства на микрофона с атенюатор. Усилвателят добавя изходния сигнал към претеглящата мрежа, извършва честотно претегляне на сигнала (или външен филтър) и след това усилва сигнала до определена амплитуда чрез атенюатор и усилвател и го изпраща към детектора за ефективна стойност (или външен рекордер за ниво). Стойността на нивото на шума се показва на индикаторната глава.
Микрофонът е устройство, което преобразува сигнали за звуково налягане в сигнали за напрежение, известно още като микрофон. Това е сензорът на шумомер. Има няколко често срещани типа микрофони, включително кристален тип, електретен тип, тип с подвижна намотка и капацитивен тип.
1.1 Микрофонът с динамична намотка се състои от вибрираща диафрагма, подвижна намотка, магнит и трансформатор. След като бъде подложена на акустично налягане, вибриращата диафрагма започва да вибрира 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, приложено към вибриращата диафрагма. Колкото по-високо е звуковото налягане, толкова по-голям е генерираният ток и колкото по-ниско е звуковото налягане, толкова по-малък е генерираният ток.
1.2 Капацитивният микрофон се състои главно от метална диафрагма и метален електрод, разположен много близо до нея, по същество плосък кондензатор. Металният филм и металният електрод образуват двете пластини на плосък кондензатор. Когато филмът е подложен на звуково налягане, той се деформира, причинявайки промяна в разстоянието между двете плочи и по този начин променяйки капацитета. Напрежението във веригата за измерване на позицията също се променя, постигайки функцията за преобразуване на сигнали за звуково налягане в сигнали за напрежение. Капацитивните микрофони са идеални микрофони при акустични измервания, с предимства като голям динамичен обхват, равна честотна характеристика, висока чувствителност и добра стабилност в общи измервателни среди, което ги прави широко използвани. Поради високия изходен импеданс на кондензаторния микрофон е необходима трансформация на импеданса чрез предусилвател, който е инсталиран вътре в шумомера близо до мястото, където е инсталиран кондензаторният микрофон.
