Основные разделы


Аналитический обзор решения поставленной задачи

Приборы для объективного измерения уровня звука носят название шумомеры.

Шумомеры

являются измерительными приборами, которые применяются для преобразования колебаний звукового давления в показания соответствующие уровню звукового давления.

Широкое распространение шумомеры нашли в сфере анализа эффективности звукоизоляции помещений. Данные приборы применяются как на рабочих местах, и в жилых помещениях для подтверждения требований санитарных норм, так и при исследованиях и испытаниях различных механизмов и изделий.

Однако не всякий прибор, измеряющий шум, является шумомером. Существует российские и международные стандарты, устанавливающие требования к этим приборам. В России пока еще действует советский стандарт ГОСТ 17187-81. В европейских странах действуют свои стандарты на шумомеры, однако все они похожи на ГОСТ 17187-81. Особняком стоят США, где применяются стандарты ANSI (в частности ANSI S1.4), существенно отличающиеся от европейских.

Шумомер содержит ненаправленный микрофон, усилитель, корректирующие фильтры, детектор, интегратор (для интегрирующих шумомеров) и индикатор.

Принцип работы

Поскольку чувствительность уха зависит как от частоты звука, так и от его интенсивности, в шумомере используются несколько комплектов фильтров, отвечающих разной интенсивности шума. Данные фильтры позволяют имитировать АЧХ уха при заданной мощности звука. Эти фильтры называются А, B, C, D. Их амплитудно-частотные характеристики приведены в стандарте ГОСТ 17187-81.

Фильтр А примерно соответствует АЧХ "усредненного уха" при слабых уровнях шума, фильтр B - при сильных уровнях шума. Фильтр D был разработан для оценки авиационного шума.

В настоящее время для нормирования шума применяются только фильтры А и С (последний - для оценки пиковых уровней шума). Последние версии стандартов на шумомеры не устанавливают требований к фильтрам B и D.

Главной проблемой на пути получения корректных количественных оценок стал человеческий фактор, ведь шум - явление скорее психофизиологическое, чем чисто физическое. Поэтому для количественной оценки шума нужно было принять во внимание не только физические свойства самого явления, но и его восприятие человеком и влияние на организм. Действительно, человеческое ухо, в терминах электроники, является нелинейным преобразователем звуковых колебаний и играет роль сложного полосового фильтра (даже целого комплекса фильтров): громкость низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных тональных звуков с одинаковым уровнем звукового давления в субъективном восприятии будет различна (тон средней частоты кажется громче тонов низкой и высокой частот). Совершенно естественно, что ответ на вопрос, как учесть психофизику шума в его количественных оценках, можно было получить только опытным путем.

В начале 30-х годов группой американских ученых были проведены важнейшие практические исследования зависимости субъективной громкости звука от его частоты. Результатом этих исследований стало семейство кривых, показывающих различие уровней интенсивности звука для чистых тонов, кажущихся одинаково громкими. В дальнейшем эти кривые получили название контуров громкости (второе название - кривые Флетчера-Мэнсона).

Рисунок 1 - Контуры одинаковой громкости

На основе контуров одинаковой громкости (точнее, контуров, отвечающих уровням 40, 70 и 100 дБ) было предложено ввести в исследовательскую практику три методики частотной корректировки уровней звукового давления для учета особенностей восприятия звука человеком и получения простой одно-числовой характеристики вместо полного частотного анализа шума (в октавных или третьоктавных полосах частот) или же дополнительно к нему. Сейчас эти три методики именуются частотными характеристиками коррекции (взвешивания) A, B и C.

Рисунок 2 - Частотные характеристики корректирующих схем A, B и C

Рассмотрим "старичка" Bruel&Kjaer Type 2203, который является надежным аналоговым прибором, успешно "отпахавшим" почти двадцатилетний стаж работы без единого замечания.

Соответствует 1 классу точности по ГОСТ 17187-71 и занесен в Государственный реестр средств измерений, позволяет проводить оперативную калибровку внутренним источником эталонного напряжения по качеству измерительного тракта не на много уступает самым современным шумомерам от Bruel&Kjaer и Larson Davis.

Есть еще один очень важный момент, сыгравший определяющую роль в выборе этого прибора: наш шумомер был частью VIP-комплекта, который включает в состав, кроме самого шумомера, дополнительные наборы октавных и третьоктавных фильтров - Type 1613 и Type 1616, соответственно.

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочитайте еще и эти статьи:

Электронный блок расходомера жидкости
Средства измерения играют важную роль при построении современных автоматических систем регулирования отдельных технологических процессов, которые требуют представления большого количества необходимой измерительной информации в форме, удобной дл ...

Расчет межстанционной сети связи районированной ГТС с УВС
. Для каждой АТС заданной сети рассчитать поступающую от абонентов телефонные нагрузки, пересчитать нагрузки на выходы каждой АТС. . Распределить общую выходящую нагрузку каждой АТС по следующим направлениям: на АМТС, на УСС, на внутристанционно ...

© Copyright 2020 | www.techattribute.ru