Upotreba mjerača nivoa zvuka u automobilskoj industriji
Struktura i princip rada merača nivoa zvuka
Zvukomjer je instrument koji može mjeriti nivo buke industrijske buke, kućne buke, saobraćajne buke itd. prema slušnim karakteristikama ljudskog uha. Nivo buke se odnosi na nivo zvučnog pritiska (dB) ili nivo glasnoće (fon) izmeren zvukomerom i korigovan za sluh. Prema tačnosti merača nivoa zvuka od 100{{10}}Hz čistog tona u standardnim uslovima, 1960-ih, merač nivoa zvuka je podeljen na dva kategorije u svijetu, jedan se zove precizni mjerač nivoa zvuka, a drugi se naziva obični mjerač nivoa zvuka. I naša zemlja usvaja ovu metodu. Od 1970-ih, neke zemlje su uvele metodu od četiri kategorije, koja je podijeljena na Tip 0, Tip 1, Tip 2 i Tip 3. Njihove tačnosti su ±0,4dB, ±0,7dB, ±1,0dB i ±1,5dB, respektivno. Prema različitim izvorima napajanja koje koristi merač nivoa zvuka, takođe se može podeliti na merač nivoa zvuka tipa AC i DC sa suhim baterijama, a potonji može biti i prenosiv. Prijenosni ima prednosti male veličine, male težine i praktične upotrebe na licu mjesta.
Generalno, sastoji se od mikrofona, pojačala, prigušivača, mreže za mjerenje, detektora, pokazivača i napajanja.
(1) Mikrofon
To je uređaj koji pretvara signal zvučnog pritiska u signal napona, poznat i kao mikrofon, i odličan je senzor. Uobičajeni mikrofoni su kristalni, elektretni, pokretni kalem i kondenzator.
Senzor pokretne zavojnice sastoji se od vibrirajuće membrane, pokretne zavojnice, magneta i transformatora. Vibrirajuća dijafragma počinje da vibrira nakon što je podvrgnuta pritisku zvučnog talasa i pokreće pokretni kalem koji je ugrađen sa njom da vibrira u magnetskom polju kako bi se stvorila indukovana struja. Struja varira u skladu sa veličinom akustičkog pritiska na vibrirajuću membranu. Što je veći zvučni pritisak, to je veća struja koja se stvara; što je manji zvučni pritisak, manja je stvorena struja.
Kapacitivni senzori se uglavnom sastoje od metalnih dijafragmi i metalnih elektroda koje su blizu jedna drugoj, što je u suštini plosnati kondenzator. Metalna dijafragma i metalne elektrode čine dvije ploče ravnog kondenzatora. Kada je membrana podvrgnuta zvučnom pritisku, dijafragma se deformiše, menja se rastojanje između dve ploče, a takođe se menja i kapacitivnost, čime se stvara naizmenični napon čiji je talasni oblik unutar linearnog opsega mikrofona i nivoa zvučnog pritiska Formirajući odnos ostvaruje funkciju pretvaranja signala zvučnog pritiska u signal napona.
Kondenzatorski mikrofon je idealan mikrofon za akustična mjerenja. Ima prednosti velikog dinamičkog raspona, ravnog frekvencijskog odziva, visoke osjetljivosti i dobre stabilnosti u općem mjernom okruženju, tako da se široko koristi. Budući da je izlazna impedansa kapacitivnog senzora vrlo visoka, potrebno je izvršiti transformaciju impedanse kroz pretpojačalo. Pretpojačalo je ugrađeno unutar merača nivoa zvuka blizu dela gde je instaliran kapacitivni senzor.
(2) Pojačalo i atenuator
Trenutno mnoga popularna domaća i uvozna pojačala koriste dvostepena pojačala u krugu za pojačavanje, odnosno ulazno pojačalo i izlazno pojačalo, čija je funkcija pojačavanje slabog električnog signala. Ulazni atenuator i izlazni atenuator se koriste za promjenu slabljenja ulaznog signala i slabljenja izlaznog signala, tako da pokazivač glave mjerača pokazuje na odgovarajući položaj, a slabljenje svakog zupčanika iznosi 1{{2 }} decibela. Opseg podešavanja atenuatora koji koristi ulazno pojačalo je dno merenja (kao što je 0~70 dB), a opseg podešavanja atenuatora koji koristi izlazni pojačavač je merenje (70~120 dB). Brojčanici ulaznih i izlaznih prigušivača često se izrađuju u različitim bojama, a trenutno su crni i prozirni često upareni. Budući da su visoki i niski nivoi mnogih mjerača zvuka ograničeni sa 70 decibela, potrebno je spriječiti prekoračenje granice prilikom rotacije, kako se ne bi oštetio uređaj.
(3) Mreža pondera
Kako bi se simulirale različite osjetljivosti ljudskog sluha na različitim frekvencijama, ugrađen je onaj koji može simulirati slušne karakteristike ljudskog uha i ispraviti električni signal na mrežu koja je slična sluhu. Ova mreža se naziva mreža pondera. Nivo zvučnog pritiska meren preko mreže za merenje više nije nivo zvučnog pritiska objektivne fizičke veličine (koji se naziva linearni nivo zvučnog pritiska), već nivo zvučnog pritiska korigovan čulom sluha, koji se naziva ponderisani nivo zvuka ili nivo buke.
Generalno postoje tri tipa mreža ponderisanja: A, B i C. A-ponderisani nivo zvuka je da simulira frekvencijske karakteristike ljudskog uha do buke niskog intenziteta ispod 55 decibela; B-ponderisani nivo zvuka treba da simulira frekvencijske karakteristike buke umerenog intenziteta između 55 i 85 decibela; C-ponderisani nivo zvuka je da simulira frekvencijske karakteristike karakteristike buke visokog intenziteta. Razlika između ova tri je stepen slabljenja niskofrekventnih komponenti šuma. A najviše slabi, zatim B, a najmanje C. A-ponderisani nivo zvuka je najčešće korišćeno merenje buke na svetu jer je njegova karakteristična kriva bliska karakteristikama sluha ljudskog uha. B i C se postepeno koriste.
Očitavanja nivoa buke uzeta sa mjerača nivoa zvuka moraju ukazati na uslove mjerenja.
(4) Geofon i indikatorska glava
Da bi se pojačani signal prikazao kroz glavu mjerača, potreban je i detektor za pretvaranje brzo promjenjivog naponskog signala u sporo promjenjivi jednosmjerni naponski signal. Veličina ovog DC napona je proporcionalna veličini ulaznog signala. Prema potrebama mjerenja, detektor se može podijeliti na vršni detektor, prosječni detektor i crni RMS detektor. Peak detektor može dati maksimalnu vrijednost u određenom vremenskom intervalu, a prosječni detektor može izmjeriti maksimalnu prosječnu vrijednost u određenom vremenskom intervalu. Korijenski kvadratni detektori se koriste u većini mjerenja, osim za impulsne zvukove kao što je pucnjava, koji zahtijevaju vršna mjerenja.
