1、 聊城大学环境与规划学院聊城大学环境与规划学院李李 聪聪2013.10.153.1 声压的测量声压的测量n 3.2 声源声源的的频谱测量频谱测量n 3.3 声强及声功率测量声强及声功率测量n 3.4 测量仪器测量仪器本课内容本课内容n声功率的测量原理（理解）声功率的测量原理（理解）n声级计的构造功能原理（掌握）声级计的构造功能原理（掌握）本课的重点难点本课的重点难点概述概述为了评价和控制噪声，必须对噪声源进行测量为了评价和控制噪声，必须对噪声源进行测量声压声压、质点振动速度、阻抗、声强和声功率；、质点振动速度、阻抗、声强和声功率；声压可以直接测量，是声学测量中最基本和最主要声压可以直接测量，是
2、声学测量中最基本和最主要方式，而他量一般通过声压计算得到；方式，而他量一般通过声压计算得到；用声功率表征噪声源的特性更确切，目前已研究出用声功率表征噪声源的特性更确切，目前已研究出直接测得声强得到声功率的方法（直接测得声强得到声功率的方法（新方向新方向）3.1 声压的测量声压的测量声波传播时大气中压强随着声波作周期性的变声波传播时大气中压强随着声波作周期性的变化，声扰动所产生的逾量压强就叫做声压。化，声扰动所产生的逾量压强就叫做声压。p=p-p0声能密度声能密度声强声强声功率声功率 SS平面声波波阵面的面积平面声波波阵面的面积2 20 02 2c cp pe e cpIe02ISW 声压的测量
3、是声学测量的基础。声压的测量是声学测量的基础。n 在空气介质中最常用的接收器为在空气介质中最常用的接收器为传声器是将传声器是将转换为相应的转换为相应的的的传感器；传感器；其原理是由声造成的其原理是由声造成的推动传声器的推动传声器的振动，进而经振动，进而经将此机器将此机器变成变成的变的变化。化。按照接收声波方式的不同，传声器一般按照接收声波方式的不同，传声器一般有四种：有四种：压强式压强式 压差式压差式 压强与压差复合式压强与压差复合式 多声道干涉式多声道干涉式 作用：将声信号转化为电信号。作用：将声信号转化为电信号。精度较高，应用最多。精度较高，应用最多。当装置置于某空间时：当装置置于某空间时
4、：不存在声场，腔内外压不存在声场，腔内外压强相同，作用在膜片上强相同，作用在膜片上的合力为的合力为0；如果有声波入射，则振如果有声波入射，则振膜在腔外一侧受到声压膜在腔外一侧受到声压p的作用。振膜面积的作用。振膜面积 S，则合力为则合力为p pS SS Sp pp pp p )(F F0 00 0在此力作用下，振膜产在此力作用下，振膜产生振动，使双压电元件生振动，使双压电元件也产生变形，在压电元也产生变形，在压电元件梁端面产生电荷。件梁端面产生电荷。振动转化成电信号输出。振动转化成电信号输出。测得这个输出信号就可测得这个输出信号就可求出声场中对应的声压求出声场中对应的声压 1)与声波波长相比，
5、传声器的尺寸应当很小，不与声波波长相比，传声器的尺寸应当很小，不会对声场产生干扰；会对声场产生干扰；2)在声频范围内具有具有良好的频率响应特性，在声频范围内具有具有良好的频率响应特性，即平坦的幅频特性和零相移的相频特性；即平坦的幅频特性和零相移的相频特性；3)动态范围宽。传声器应在很宽的动态范围内具动态范围宽。传声器应在很宽的动态范围内具有恒定的声压电压转换灵敏度；有恒定的声压电压转换灵敏度；4)性能稳定；性能稳定；5)高灵敏度和低的电噪声。高灵敏度和低的电噪声。按换能方式分类，传声器分为：按换能方式分类，传声器分为：电动式（用于普通声级计电动式（用于普通声级计）压电式（用于普通声级计压电式（
6、用于普通声级计）电容式（常用于精密声级计电容式（常用于精密声级计）精密测量中最常用的一种传感器，其稳定性、可靠精密测量中最常用的一种传感器，其稳定性、可靠性、振性，以及频率特性均较好；性、振性，以及频率特性均较好；电容式传感器幅频特性平直部分的频率范围约为电容式传感器幅频特性平直部分的频率范围约为 10 Hz20 kHz10 Hz20 kHz；具有理想传声器所要求的各种特性。具有理想传声器所要求的各种特性。n 无声波时，腔内外压强无声波时，腔内外压强相等；相等；n 有声波作用时，膜片受有声波作用时，膜片受到声压到声压P的作用，产生的作用，产生振动，使膜片与后板的振动，使膜片与后板的距离发生变化
7、，电容也距离发生变化，电容也随之变化，这就产生了随之变化，这就产生了一个交变电压信号，输一个交变电压信号，输送到前置放大器中。送到前置放大器中。电容传声器的结构图电容传声器的结构图n 电容计算公式：电容计算公式：n 式中式中k为静电力常量，为静电力常量，为介电常数，为介电常数，S为极板面积。为极板面积。当极板间距当极板间距d变化时，电容变化时，电容C随之变化，电流随之变化，电流I也会随也会随之变化。之变化。电容传声器等效电路图电容传声器等效电路图kdsc4n 优点：频率范围宽，频率响应平直，灵敏度变化优点：频率范围宽，频率响应平直，灵敏度变化小，稳定性好，多用于精密声级计中。小，稳定性好，多用
8、于精密声级计中。n 缺点：内阻高，需要配备响应的放大器和衰减器缺点：内阻高，需要配备响应的放大器和衰减器，需要一定的电压，膜片容易损坏。，需要一定的电压，膜片容易损坏。n 永电体式传声器（又称驻极体式），工作原理与电永电体式传声器（又称驻极体式），工作原理与电容式传声器相似，其特点是尺寸小、价格便宜，可容式传声器相似，其特点是尺寸小、价格便宜，可用于高湿度的测量环境，也可用于精密测量。用于高湿度的测量环境，也可用于精密测量。电容传声器优缺点电容传声器优缺点这种传声器这种传声器精度较低，精度较低，灵敏度也较灵敏度也较低，体积大，低，体积大，其突出特点其突出特点是输出阻抗是输出阻抗小，所以接小，所
9、以接较长的电缆较长的电缆也不降低其也不降低其灵敏度。灵敏度。磁铁磁铁磁铁磁铁阻尼罩阻尼罩壳体壳体振膜振膜线圈线圈在声压的在声压的作用下，作用下，振膜和线振膜和线圈移动并圈移动并切割磁力切割磁力线，产生线，产生感应电动感应电动势势 。同线圈移同线圈移动速度成动速度成正比正比。压电式传声器膜片较压电式传声器膜片较厚，其固有频率较低，厚，其固有频率较低，灵敏度较高，频响曲灵敏度较高，频响曲线平坦，结构简单，线平坦，结构简单，价格便宜，广泛用于价格便宜，广泛用于普通声级计中。普通声级计中。图图 8.8 8.8 压电式传声器原理图压电式传声器原理图壳体壳体绝缘材料绝缘材料输出输出后板后板双压电晶体双压电
10、晶体弯曲梁弯曲梁金属膜片金属膜片静压力平衡管静压力平衡管膜片受到声压作用而变位时膜片受到声压作用而变位时双压电元件产生变形，在压双压电元件产生变形，在压电元件梁端面出现电荷电元件梁端面出现电荷噪声是由多种频率组成的噪声是由多种频率组成的 为了解噪声的特性，需要知道声压级与频率之间为了解噪声的特性，需要知道声压级与频率之间的函数关系；的函数关系；将时间域中的数据转变为频率域中的数据（频谱将时间域中的数据转变为频率域中的数据（频谱分析仪）；分析仪）；f(t)F()3.2 声源的频谱测量声源的频谱测量傅里叶变换傅里叶变换 连续的傅里叶变换发展成连续的傅里叶变换发展成离散傅里叶变换（离散傅里叶变换（D
11、FT）离散傅里叶变换定义：离散傅里叶变换定义：An：离散傅里叶变换的第：离散傅里叶变换的第n个系数；个系数；Xk：具有：具有N次采样时间顺序的第次采样时间顺序的第k个采样值；个采样值；n、k=0,1,N-13.2.1 快速傅里叶变换（快速傅里叶变换（FFT）1 10 0k kk kn n)X X(A AN NknknW WN Nj je eW W 2 2 离散傅里叶逆变换（离散傅里叶逆变换（IDFT）：）：离散傅里叶变换的一个重要性质是采样序列的离离散傅里叶变换的一个重要性质是采样序列的离散傅里叶变换和采样值所表示连续波形的傅里叶散傅里叶变换和采样值所表示连续波形的傅里叶变化之间有直接对应的关
12、系；变化之间有直接对应的关系；离散傅里叶变换是处理离散数字信号的一个方法；离散傅里叶变换是处理离散数字信号的一个方法；快速傅里叶变换是一种计算离散傅里叶变换的高快速傅里叶变换是一种计算离散傅里叶变换的高效方法；效方法；3.2.1 快速傅里叶变换（快速傅里叶变换（FFT）1 10 0n nn nk k)(1 1X XN NknknW WA AN N 利用利用Wn=1的性质，把计算离散傅里叶变换系数所的性质，把计算离散傅里叶变换系数所需要进行的乘法运算次数从需要进行的乘法运算次数从N2次压缩到次压缩到(N/2)logaN次，次，a为整数，一般取为整数，一般取2；例如例如N=1024，N2=1048
13、576，而，而(N/2)logaN=5120，运算次数减少到原来的运算次数减少到原来的1/205;采用采用FFT来计算离散傅里叶变换，推动了频谱、相来计算离散傅里叶变换，推动了频谱、相关函数、功率谱等技术的实际应用。关函数、功率谱等技术的实际应用。快速傅里叶变换的原理快速傅里叶变换的原理 在声信号处理中，窗函数是一种在给定区间之外在声信号处理中，窗函数是一种在给定区间之外取值均为取值均为0的实函数。的实函数。例如，在给定区间内为常数而在区间外为例如，在给定区间内为常数而在区间外为0的窗函的窗函数被称为矩形窗；数被称为矩形窗；目前普遍使用的窗函数多达数十种，如目前普遍使用的窗函数多达数十种，如汉
14、宁窗汉宁窗、平顶窗、矩形窗、力窗、指数窗等；平顶窗、矩形窗、力窗、指数窗等；3.2.2 窗函数窗函数 汉宁窗函数的定义为：汉宁窗函数的定义为：(t)=汉宁窗用于随即信号分析，以减少功率泄露；汉宁窗用于随即信号分析，以减少功率泄露；汉宁窗汉宁窗0.5(1-cos(2t/T),0=t=T0,t取其他值取其他值 平顶窗适合于正弦信号分析，以保证幅值精度；平顶窗适合于正弦信号分析，以保证幅值精度；矩形窗主要用于瞬态信号分析；矩形窗主要用于瞬态信号分析；在频率响应函数测试中对脉冲力信号使用力窗，在频率响应函数测试中对脉冲力信号使用力窗，以提高信噪比；以提高信噪比；在频率响应函数测试中对脉冲响应信号使用指
15、数在频率响应函数测试中对脉冲响应信号使用指数窗，以防止信号截断现象，减少功率泄露，提高窗，以防止信号截断现象，减少功率泄露，提高信噪比。信噪比。(t)=汉宁窗用于随即信号分析，以减少功率泄露；汉宁窗用于随即信号分析，以减少功率泄露；频谱分析仪的核心频谱分析仪的核心滤波器；滤波器；3.2.3 滤波器滤波器带宽为带宽为f2-f1。频率频率f1和和f2处输出比中心频率处输出比中心频率f0小小3dB，称之为，称之为下线和上线截止频率。下线和上线截止频率。中心频率中心频率f0与截止频率与截止频率f1，f2的关系为：的关系为：2 20 0f f*f ff f1 1 频率分析仪通常分两类：频率分析仪通常分两
16、类：n 一类是恒定带宽分析仪；一类是恒定带宽分析仪；用一固定滤波器，用外差法将信号频率移到滤波器的中用一固定滤波器，用外差法将信号频率移到滤波器的中心频率处，因此带宽与信号频率无关；心频率处，因此带宽与信号频率无关；另一类是恒定百分比带宽分析仪；另一类是恒定百分比带宽分析仪；噪声测量中使用，其滤波器的带宽是中心频率的一个恒噪声测量中使用，其滤波器的带宽是中心频率的一个恒定百分比值，故带宽随中心频率的增大而增大；定百分比值，故带宽随中心频率的增大而增大；有倍频程有倍频程和和1/3倍频程倍频程频率分析仪。频率分析仪。窗口傅里叶分析窗口傅里叶分析：对不同的频率成分，在时间域：对不同的频率成分，在时间
17、域上的取样步长均相同；上的取样步长均相同；小波分析小波分析：对不同频率成分在时间域上的取样步：对不同频率成分在时间域上的取样步长是具有调节性的，高频者小，低频者大；长是具有调节性的，高频者小，低频者大；优于傅里叶分析的一个显著特点是小波分析在时优于傅里叶分析的一个显著特点是小波分析在时间域和频率域上同时具有良好的局部化性质，被间域和频率域上同时具有良好的局部化性质，被称为称为“数字显微镜数字显微镜”。3.2.4 小波分析技术小波分析技术 相对于傅里叶分析，小波分析正在或已经更为有相对于傅里叶分析，小波分析正在或已经更为有效地应用于瞬态噪声信号分析、声信号分离、声效地应用于瞬态噪声信号分析、声信
18、号分离、声信号特性提取、声源鉴别等领域。信号特性提取、声源鉴别等领域。3.2.4 小波分析技术小波分析技术3.3 声强及声功率的测量声强及声功率的测量 3.3.1 声强的测量声强的测量 1.声强声强：指在单位时间内通过与指定方向垂：指在单位时间内通过与指定方向垂直的单位面积的声能量的平均值，它是一直的单位面积的声能量的平均值，它是一个矢量值，表示为：个矢量值，表示为：I=W/S=peue2.声强的测量原理声强的测量原理n一般采用两个性能相同的一般采用两个性能相同的声压传声器声压传声器组成组成声强计的声强计的传感器传感器，与加法器、减法器、积，与加法器、减法器、积分器、乘法器等组成声强计，直接进
19、行声分器、乘法器等组成声强计，直接进行声强测量。强测量。3.声强的测量仪器声强的测量仪器n采用采用双传声器双传声器作为声信号的接收单元；作为声信号的接收单元；n两两个传声器之间的距离个传声器之间的距离r决定了测量的最高频率决定了测量的最高频率 一般一般r取相应最短波长的取相应最短波长的1/61/10;最高频率为最高频率为10 kHz，则，则r应取应取35mm；n组成：组成：探头部分探头部分信号处理部分信号处理部分校准部分校准部分 n探头部分探头部分传感器部分，从声场中拾取声传感器部分，从声场中拾取声压或质点振动速度信号。压或质点振动速度信号。n信号处理部分信号处理部分负责对信号放大、滤波，负责
20、对信号放大、滤波，然后根据测量原理计算并显示结果。然后根据测量原理计算并显示结果。n校准部分校准部分确保测量结果的准确性。确保测量结果的准确性。n分类分类：小型声强计小型声强计：只给出线性的或：只给出线性的或A计权的单值结果，技计权的单值结果，技术是模拟似的；（测总的声强级或术是模拟似的；（测总的声强级或A计权声强级）计权声强级）双通道快速傅里叶分析仪双通道快速傅里叶分析仪：通过互功率谱计算声强；：通过互功率谱计算声强；（进行窄道分析，在设备和时间上没有什么限制）（进行窄道分析，在设备和时间上没有什么限制）利用数字滤波技术：利用数字滤波技术：由两个具有归一化由两个具有归一化1/3倍频程滤倍频程
21、滤波器的双路数字滤波器组获得声强的频谱。波器的双路数字滤波器组获得声强的频谱。声强测量技术：直接测量技术和间接测量技术；声强测量技术：直接测量技术和间接测量技术；p-up-p4.声强测量的应用声强测量的应用n鉴别声源及其方位鉴别声源及其方位n画出声源附近声能量流动的路线画出声源附近声能量流动的路线n研究材料吸声系数随入射角度的变化研究材料吸声系数随入射角度的变化n求声源的声功率求声源的声功率3.3.2 声功率的测量声功率的测量 声功率：声源在单位时间内发出的总能量，声功率：声源在单位时间内发出的总能量，与测点离声源的距离以及外界条件无关与测点离声源的距离以及外界条件无关。目前已有的为目前已有的
22、为ISO颁发的测量噪声源声功率方颁发的测量噪声源声功率方法的法的标准标准以及我国参照以及我国参照ISO制定的制定的测试标准测试标准。ISO测试标准测试标准n 按按测量测量精度精度分为：精密级、工程级和简易级。分为：精密级、工程级和简易级。n 按按测试测试环境环境分为：自由声场、混响室法和户外声场法分为：自由声场、混响室法和户外声场法n 按按声源声源噪声特性噪声特性分为：稳态、宽带和窄带噪声。分为：稳态、宽带和窄带噪声。我国颁布的测试标准我国颁布的测试标准n 按按测量测量精度精度分为：精密级、工程级和简易级。分为：精密级、工程级和简易级。n 按按测试方法测试方法分为：声压法、声强法、和振速法。分
23、为：声压法、声强法、和振速法。n 按按测试环境测试环境分为：混响室、消声室和半消声室。分为：混响室、消声室和半消声室。不同测量精度的特征不同测量精度的特征参量精密法（1级）工程法（2级）简易法（3级）测试环境半消声室室内或室外室内或室外声源体积小于测试室体积的5%无限制无限制对背景噪声的限定L10dBL6dBL3dB测量数目10941.声压法声压法n声压法是指通过测量声源的声压值，声压法是指通过测量声源的声压值，再换算成声功率的方法。再换算成声功率的方法。n声压法可分为声压法可分为自由声场法自由声场法和和混响室混响室法法两类。两类。（1）自由声场法）自由声场法n产生自由声场的环境可以是消声室或
24、产生自由声场的环境可以是消声室或半消声室。半消声室。n利用自由声场法可以测量无指向性声利用自由声场法可以测量无指向性声源和指向性声源的声功率。源和指向性声源的声功率。n无指向性声源辐射声功率的测量无指向性声源辐射声功率的测量 只需测量出声场中某处的声压级即可。只需测量出声场中某处的声压级即可。若为精密测量，需注意：若为精密测量，需注意：1.在消声室内进行，吸声系数大于在消声室内进行，吸声系数大于0.99 2.传声器位置传声器位置2-5倍于被测声源尺寸倍于被测声源尺寸 3.传声器离墙面的距离不小于被测信号传声器离墙面的距离不小于被测信号 波长的波长的1/4)(11lg20dBrLLpWn指向性声
25、源声功率的测量指向性声源声功率的测量 假想将球面分成与测量点数目相同的测量球。假想将球面分成与测量点数目相同的测量球。若每个测量球（半球）的面积相等，则：若每个测量球（半球）的面积相等，则：若每个测量球（半球）的面积不相等，则：若每个测量球（半球）的面积不相等，则：NiLppiNL11.0101lg10NiLippiSSL11.0101lg10则自由声场的声功率级为：则自由声场的声功率级为：S1=4r2 半自由声场中的声功率级为：半自由声场中的声功率级为：S1=2r2)(lg1dBSLLpW)(lg2dBSLLpW测量点的布置测量点的布置n固定传声器位置：固定传声器位置：n平行平面内同轴的圆形
26、路径平行平面内同轴的圆形路径n子午线移动子午线移动n螺旋线路径螺旋线路径n其他传声器排列其他传声器排列 测量点的布置测量点的布置n固定传声器位置：固定传声器位置：球面（半球面）测试一般采用球面（半球面）测试一般采用20个固定点进个固定点进行测量，在测量中测得的最高和最低声压级之行测量，在测量中测得的最高和最低声压级之差，在数值上小于测量点数的一半，则测量点差，在数值上小于测量点数的一半，则测量点数是足够的。数是足够的。测量点的布置测量点的布置n平行平面内同轴的圆形路径：平行平面内同轴的圆形路径：单个传声器沿圆形路径连续移动，声压级做时单个传声器沿圆形路径连续移动，声压级做时间和空间的平均。如为
27、半自由声场，最少选间和空间的平均。如为半自由声场，最少选5个路径；如为自由声场，路径依次增加。个路径；如为自由声场，路径依次增加。测量点的布置测量点的布置n子午线移动：子午线移动：用单个传声器围绕通过声源中心的水平轴做用单个传声器围绕通过声源中心的水平轴做半圆形弧线移动，传声器移动线至少要半圆形弧线移动，传声器移动线至少要8条，条，每条围绕声源的方位角有相等的增量。每条围绕声源的方位角有相等的增量。测量点的布置测量点的布置n螺旋线路径移动：螺旋线路径移动：单个传声器按子午线路径移动的同时，还缓单个传声器按子午线路径移动的同时，还缓慢经过至少慢经过至少5个整圆周路径，形成围绕测量表个整圆周路径，
28、形成围绕测量表面垂直轴的螺旋线路径。面垂直轴的螺旋线路径。（2）混响室法）混响室法n混响室内有混响室内有直达声场直达声场和和反射声场反射声场共同作用。共同作用。aS-室内总吸声量，室内总吸声量，n考虑空气吸收对高频声的影响，则：考虑空气吸收对高频声的影响，则：m-空气吸收衰减系数；空气吸收衰减系数；V-混响室体积混响室体积1 1.6 6)lg(lg(1010w w aSaSL LL Lp p1 1.6 6)mVmV4 4lg(lg(1010w w aSaSL LL Lp p2.声强法声强法n原理：原理：W=IS，只要测量出声强的平均值即，只要测量出声强的平均值即可测算出声源的声功率。可测算出声
29、源的声功率。n测量方法：测量方法：（1）定点式测量方法）定点式测量方法 （2）扫描式测量方法）扫描式测量方法n优点：优点：（1）不需要使用消声室或混响室等声学设施；）不需要使用消声室或混响室等声学设施；（2）在多个声源辐射叠加的声场中能区分不同）在多个声源辐射叠加的声场中能区分不同声源的辐射功率；声源的辐射功率；3.标准声源法标准声源法n原理原理：已知标准声源的声功率为：已知标准声源的声功率为Lws，使标，使标准声源和待测声源在相同条件和同样测点准声源和待测声源在相同条件和同样测点产生的声压级分别为产生的声压级分别为Lps和和Lpx，则声源的声，则声源的声功率级为：功率级为：Lwx=Lws-L
30、ps+Lpx n方法：方法：（1）置换法置换法把待测声源移开，用标准声源把待测声源移开，用标准声源代替待测声源进行测量；代替待测声源进行测量；（2）并摆法并摆法若待测声源不便移动，把标准若待测声源不便移动，把标准声源放在对称的位置进行测量；声源放在对称的位置进行测量；（3）比较法比较法把标准声源放在测试空间另一把标准声源放在测试空间另一点，周围反射环境和待测声源相似；点，周围反射环境和待测声源相似；4.振速法振速法n原理原理：通过测量声源的振速来测量声功率：通过测量声源的振速来测量声功率n适用对象适用对象：（1）背景噪声高于机器辐射噪声；）背景噪声高于机器辐射噪声；（2）需要将结构噪声与空气动
31、力噪声分开；）需要将结构噪声与空气动力噪声分开；（3）需要确定声源结构噪声的来源；）需要确定声源结构噪声的来源；3.4 3.4 测量仪器测量仪器 最常用的噪声测量最常用的噪声测量仪器是仪器是声级计声级计。一、声级计一、声级计 1.分类分类dB5.1精密型精密型普通型普通型0级级实验室仪器（实验室仪器（）级级声学研究声学研究（）级级现场测量现场测量（）级级监测普查监测普查（）dB0.1dB4.0dB7.0 2.2.结构及组成结构及组成噪声测量仪器一般由三部分组成，即：噪声测量仪器一般由三部分组成，即：接收设备、中间设备、读出设备接收设备、中间设备、读出设备接收设备接收设备读出设备读出设备测试结果
32、测试结果读出设备读出设备中间设备中间设备声级计结构：传声器声级计结构：传声器 放大器放大器 衰减器衰减器 计权计权网络网络 检波器检波器 滤波器滤波器 指示器指示器 附件等附件等 待测信号待测信号 接受设备接受设备 中间设备中间设备 测试结果测试结果 读出设备读出设备 3.声级计各部分工作原理声级计各部分工作原理（1）传声器）传声器 俗称麦克风，是一种将声压转换成电压的俗称麦克风，是一种将声压转换成电压的声电换能器，是声级计的接受部分，应用最多声电换能器，是声级计的接受部分，应用最多的是电容传声器。的是电容传声器。（2）放大器）放大器 一般采用两级放大器，即输入放大器和一般采用两级放大器，即输
33、入放大器和输出放大器，其作用是将微弱的电信号放大。输出放大器，其作用是将微弱的电信号放大。声级计内的放大器，要求具有较高的入声级计内的放大器，要求具有较高的入阻抗和较低的输出阻抗，并具有较小的线性阻抗和较低的输出阻抗，并具有较小的线性失真，以保证测量结果的准确性。失真，以保证测量结果的准确性。（3）衰减器）衰减器n其功能是将接受到的强信号予以衰减，以便其功能是将接受到的强信号予以衰减，以便使表头指针指在适当的位置，一般分为输入使表头指针指在适当的位置，一般分为输入衰减器和输出衰减器。衰减器和输出衰减器。n输入放大器使用的哀减器调节范围为测量低输入放大器使用的哀减器调节范围为测量低端，输出放大器
34、使用的衰减器调节范围为测端，输出放大器使用的衰减器调节范围为测量高端。量高端。（4）滤波器）滤波器让一部分频率成分通过，其它频率成分衰减掉的仪器让一部分频率成分通过，其它频率成分衰减掉的仪器n 根据所使用的计权网不同，分别称为根据所使用的计权网不同，分别称为 A 声级声级dB(A)、B 声级声级dB(B)和和 C 声级声级dB(C)。n A 计权声级是模拟人耳对计权声级是模拟人耳对 55dB 以下低强度噪声的以下低强度噪声的频率特性，频率特性，B 计权声级是模拟计权声级是模拟 55dB 到到 85dB 的的中等强度噪声的频率特性，中等强度噪声的频率特性，C 计权声级是模拟高计权声级是模拟高强度
35、噪声的频率特性。强度噪声的频率特性。n 三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，A 衰减最多，衰减最多，B 次之，次之，C 最少。最少。（4）滤波器）滤波器 滤波器一般分为两种，即恒定带宽和恒定百分滤波器一般分为两种，即恒定带宽和恒定百分比带宽。比带宽。n恒定带宽是恒定带宽是用固定滤波器将信号频率移到滤波用固定滤波器将信号频率移到滤波器的中心频率。器的中心频率。n恒定百分比带宽恒定百分比带宽的带宽是中心频率的一个恒定的带宽是中心频率的一个恒定百分值，带宽随中心频率的增加而增大，即高百分值，带宽随中心频率的增加而增大，即高频时带宽比低频时宽，故应用更加
36、广泛。频时带宽比低频时宽，故应用更加广泛。（5）检波器和指示器）检波器和指示器l 检波器检波器作用作用是把迅速变化的电压信号转变是把迅速变化的电压信号转变 成成变化较慢的直流电压信号。变化较慢的直流电压信号。l 根据测量的需要，根据测量的需要，检波器有检波器有峰值检波器、平均峰值检波器、平均值检波器和均方根值检波器之分。值检波器和均方根值检波器之分。l峰值检波器峰值检波器能给出一定时间间隔中的最大值，能给出一定时间间隔中的最大值，平均值检波器平均值检波器能在一定时间间隔中测量其绝对能在一定时间间隔中测量其绝对平均值，在多数的噪声测量中均是采用平均值，在多数的噪声测量中均是采用均方根均方根值检波
37、器。值检波器。（5）检波器和指示器）检波器和指示器 均方根值检波器能对信号进行处理，将结果输送到均方根值检波器能对信号进行处理，将结果输送到指示表头。目前，测量噪声用的声级计，表头响应指示表头。目前，测量噪声用的声级计，表头响应按灵敏度可分为四种：按灵敏度可分为四种：n(1)“慢慢”。表头时间常数为。表头时间常数为 1000 ms，般用般用于测量稳态噪声，测得的数值为有效值。于测量稳态噪声，测得的数值为有效值。n(2)”快快”。表头时间常数为。表头时间常数为 125ms，一般用，一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反
38、应。快档接近人耳对声音的反应。n (3)“脉冲或脉冲保持脉冲或脉冲保持”。表针上升时间为。表针上升时间为 35ms，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，如冲床、按锤等，测得的数值为最大有效值。如冲床、按锤等，测得的数值为最大有效值。n (4)“峰值保持峰值保持”。表针上升时间小于。表针上升时间小于 20ms 用于测量持续时间很短的脉冲声，如枪、炮用于测量持续时间很短的脉冲声，如枪、炮和爆炸声，测得的数值是峰值即最大值。和爆炸声，测得的数值是峰值即最大值。（6 6）声级计的主要附件）声级计的主要附件u防风罩防风罩：为避免风噪声对测量结果的影响。：为避免风噪声对测量结果
39、的影响。u鼻形锥鼻形锥：降低气流扰动对测量产生的影响。：降低气流扰动对测量产生的影响。u延长线缆延长线缆：避免仪器或测量人员对声场的：避免仪器或测量人员对声场的 干扰或不可能接近测量点的情况下使用。干扰或不可能接近测量点的情况下使用。二、声级计的校准二、声级计的校准 为保证测量结果的准确性，使用为保证测量结果的准确性，使用前后前后都要进行校准。都要进行校准。一般的校准仪器：一般的校准仪器：活塞发生器活塞发生器、声级校准器声级校准器 活塞发生器校准活塞发生器校准 在传声器膜片上产生恒定的声压级，频率在传声器膜片上产生恒定的声压级，频率一般为一般为250Hz 使用注意事项：使用注意事项：n1.在校
40、准时，声级计频率计权必须放在在校准时，声级计频率计权必须放在“线性线性”档或档或“C”档档n2.要注意环境大气压力对它的修正要注意环境大气压力对它的修正n3.注意校准器与传声器之间的紧密配合注意校准器与传声器之间的紧密配合声级校准器校准声级校准器校准n用一个声压级已知的标准声音信号校准，测量用一个声压级已知的标准声音信号校准，测量时与已知声压级相比较，从而达到校准的目的时与已知声压级相比较，从而达到校准的目的。一般标准信号频率为。一般标准信号频率为1000Hz，声级计可置，声级计可置于任意计权网络位置。于任意计权网络位置。三、声级计的种类三、声级计的种类n积分式声级计积分式声级计：能够以数字形式直接显示测量：能够以数字形式直接显示测量时间内被测噪声的等效连续时间内被测噪声的等效连续A声级。声级。n数字式声级计数字式声级计：将信号输入转换器后进行分析：将信号输入转换器后进行分析和处理，结果以数字显示、打印或存储，可显和处理，结果以数字显示、打印或存储，可显示多种结果，应用最为广泛。示多种结果，应用最为广泛。n脉冲式声级计脉冲式声级计：持续时间短的脉冲声。：持续时间短的脉冲声。n环境自动监测分析仪环境自动监测分析仪：自动进行采集、计算。：自动进行采集、计算。声级计的构造、工作原理及使用方法声级计的构造、工作原理及使用方法
