Какъв е принципът на шумомера?
Шумомерът е основен инструмент за измерване на шума. Това е електронен инструмент, но е различен от обективните електронни инструменти като волтметри.
При преобразуването на акустични сигнали в електрически могат да се симулират времевите характеристики на скоростта на реакция на човешкото ухо към звукови вълни;
Има честотни характеристики с различна чувствителност към високи и ниски честоти и характеристики на интензитета, които променят честотните характеристики при различни гръмкости. Следователно шумомерът е субективен електронен инструмент.
Принципът на работа на шумомера е:
Микрофонът преобразува звука в електрически сигнал и след това предусилвателят променя импеданса, за да съответства на микрофона и атенюатора. Усилвателят добавя изходния сигнал към претеглящата мрежа и извършва честотно претегляне на сигнала (или външен филтър);
След това сигналът се усилва до определена амплитуда през атенюатора и усилвателя и след това се изпраща към детектора на ефективната стойност (или външен рекордер на ниво), а стойността на нивото на шума се дава на индикаторния метър.
1) Микрофонът е устройство, което преобразува сигнали за звуково налягане в сигнали за напрежение. Нарича се още микрофон. Това е сензорът на шумомер. Общите микрофони включват кристал, електрет, движеща се намотка и кондензатор.
Динамичният микрофон се състои от вибрираща диафрагма, подвижна намотка, постоянен 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.
Този ток се променя според количеството звуково налягане, на което е подложена вибриращата диафрагма. Колкото по-голямо е звуковото налягане, толкова по-голям е генерираният ток; колкото по-ниско е звуковото налягане, толкова по-малък е генерираният ток.
Кондензаторният микрофон се състои основно от метална диафрагма и близко разположени метални електроди. По същество това е пластинчат кондензатор.
Металната диафрагма и металният електрод съставляват двете пластини на плоския кондензатор. Когато диафрагмата е засегната от звуково налягане, диафрагмата се деформира, което води до промяна на разстоянието между двете плочи;
В резултат на това капацитетът се променя и напрежението във веригата за измерване на битове също се променя, реализирайки 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 общи измервателни среди, така че се използва широко.
Тъй като изходният импеданс на кондензаторния микрофон е много висок, преобразуването на импеданса трябва да се извърши чрез предусилвател. Предусилвателят е инсталиран вътре в шумомера близо до мястото, където е инсталиран кондензаторният микрофон.
2) Усилвател
Обикновено се използват двустепенни усилватели, а именно входен усилвател и изходен усилвател, чиято функция е да усилват слаби електрически сигнали.
Входният атенюатор и изходният атенюатор се използват за промяна на затихването на входния сигнал и затихването на изходния сигнал, така че стрелката на измервателния уред да сочи в подходящата позиция.
Диапазонът на регулиране на атенюатора, използван във входния усилвател, е долният край на измерването, а диапазонът на регулиране на атенюатора, използван в изходния усилвател, е високият край на измерването.
Много шумомери имат граница от 70 dB за високите и ниските нива.
3) Претеглена мрежа
За да се симулира различната чувствителност на човешкия слух при различни честоти, шумомерът е оборудван с мрежа, която може да симулира характеристиките на слуха на човешкото ухо и да модифицира електрическия сигнал до приблизителна стойност на усещането за слуха. Тази мрежа се нарича претегляща мрежа.
Нивото на звуково налягане, измерено чрез претеглящата мрежа, вече не е нивото на звуково налягане на обективна физическа величина (наречено линейно ниво на звуково налягане), а нивото на звуково налягане, модифицирано от сетивата на слуха, наречено претеглено ниво на звука или ниво на шума.
