1、学习导航学习导航11.1 声音的特征声音的特征(Noise Characters)11.2基本声学参数基本声学参数(Principal Parameters of Noise)11.3 噪声的频谱分析噪声的频谱分析(NoiseSpectrum Analysis)11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价（Subjective Parameters and Evaluation of)11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器(Measure Instruments of Noise)11.6噪声测量技术噪声测量技术(Noise Measurement Technology)11.7机床噪声测量机床
2、噪声测量 实例实例(Noise Measurement Practical Use of Lath)声音声音是以是以纵波纵波形式在介质中传播的声波。声源的振动形式在介质中传播的声波。声源的振动形成了声压，噪声测量就是将声压信号变换为相应的形成了声压，噪声测量就是将声压信号变换为相应的电信号。电信号。声音的分类：声音的分类：声波声波 ：20202000020000HzHz，人耳可以听到。人耳可以听到。次声波次声波 ：低于低于 20 20HzHz。超声波超声波 ：高于高于 20000 20000HzHz。噪声，不规范的、间歇的或随机声振源产生的声音。噪声，不规范的、间歇的或随机声振源产生的声音。当
3、当声波声波（sound wavesound wave）在空气中传播时，空气质点被迫在原位）在空气中传播时，空气质点被迫在原位置上沿传播方向作振动，空气密度因此发生周期性疏密变化，置上沿传播方向作振动，空气密度因此发生周期性疏密变化，空气压强也随之增高和降低。因此，声波是一种叠加在大气压空气压强也随之增高和降低。因此，声波是一种叠加在大气压力上的压力波，声压是大气压力的一种附加变化量。力上的压力波，声压是大气压力的一种附加变化量。声波的频率、周期声波的频率、周期T T、波长和声速、波长和声速c c的关系是：的关系是：11.111.1声音的基本特征声音的基本特征ccTf 11.111.1声音的基本
4、特征声音的基本特征声波传播的区域称为声波传播的区域称为声场声场。当传播时不受到任何阻碍，无反射现象存在，这种声场称为当传播时不受到任何阻碍，无反射现象存在，这种声场称为自自由声场。由声场。当传播时只受到地面的反射，其它方面不受到任何阻碍，则这当传播时只受到地面的反射，其它方面不受到任何阻碍，则这种声场称为种声场称为半自由声场半自由声场。如果声波在声场中受到边界面的多次反射，使得声场中各点的如果声波在声场中受到边界面的多次反射，使得声场中各点的声压相同，这种声场称为声压相同，这种声场称为扩散声场（也称为混响声场）扩散声场（也称为混响声场）。11.111.1声音的基本特征声音的基本特征11.2 1
5、1.2 基本声学参数基本声学参数11.2.111.2.1声压与声压级声压与声压级声压声压是声波在某点的压力与大气压力之差值，单位为是声波在某点的压力与大气压力之差值，单位为帕帕(Pa)Pa)，1 1Pa=1N/mPa=1N/m2 2。在空气中，正常人刚能听到的在空气中，正常人刚能听到的10001000HzHz声音的声压为声音的声压为2 21010-5-5PaPa，称为称为听阈声压听阈声压，并规定为，并规定为基准声压基准声压，记为，记为p p0 0。当声压为当声压为2020PaPa时，能使人耳开始产生疼痛，称之为时，能使人耳开始产生疼痛，称之为痛痛阈声压阈声压。声压级声压级是一个相对比较的无量纲
6、量。相对于声压是一个相对比较的无量纲量。相对于声压P P的声压级的声压级定义为：定义为：PL0lg20PPLP(dB)0dB0dB并不表示没有声音，而是表示所考查的声压和基准声压相等。并不表示没有声音，而是表示所考查的声压和基准声压相等。11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数图图 典型声压源的声压和声压级值典型声压源的声压和声压级值11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数11.2.2 11.2.2 声强和声功率声强和声功率声强声强是在传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能量，记为是在传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能量，记为I I，W/mW/m2 2。2120/10mWI在自
7、由场中，与听阈声压相应的声强是在自由场中，与听阈声压相应的声强是 ，并，并以此值作为基准声强，取声强与基准声强比值常用对数的以此值作为基准声强，取声强与基准声强比值常用对数的1010倍倍来表示，称为来表示，称为声强级声强级。0lg10IILI11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数对于一个球形声源，传播中无障碍，无能量损失对于一个球形声源，传播中无障碍，无能量损失，声压声压p pa a=常数，常数，距声源距声源r r1 1和和r r2 2 处的声强分别为处的声强分别为I I1 1和和I I2 2 ，则有：则有：22221144rIrI212221rrII显然，两点声强之比，等于它们与声源距
8、离平方之比的倒数。显然，两点声强之比，等于它们与声源距离平方之比的倒数。即：即：11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数11.2.311.2.3声功率及声功率级声功率及声功率级声功率声功率(W W):):声源在单位时间内发射出的总能量，单位为声源在单位时间内发射出的总能量，单位为W W;0lg10WWLW声功率级声功率级(L Lw w):):声功率声功率(W)(W)与参考基准声功率与参考基准声功率W W0 0(取取W W0 0=10=10-12 -12 W)W)的比值常用对数的的比值常用对数的1010倍来表示，声功率级倍来表示，声功率级L LW W（单位为（单位为dBdB）（dB）11.2
9、 11.2 基本声学参数基本声学参数声功率声功率是声源在单位时间内发射的总能量，记为是声源在单位时间内发射的总能量，记为W W，W W。一般声功率不能直接测量，要根据测量的声压级换算。一般声功率不能直接测量，要根据测量的声压级换算。一些会话与乐器输出声功率的近似值11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数11.2.411.2.4声功率级、声强级和声压级的合成声功率级、声强级和声压级的合成 I=I1I2 In W=W1W2 Wn在现场环境中，噪声源往往不只一个。两个以上相互独立的声源，在现场环境中，噪声源往往不只一个。两个以上相互独立的声源，同时发出来的声功率和声强可以代数相加，即同时发出来的
10、声功率和声强可以代数相加，即若用级表示，则总声功率级为：若用级表示，则总声功率级为：总声强级为：总声强级为：120010lg10lg()nWWWWWLWW)lg(10lg1002101IIIIIILn 11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数22221npppp 如果从如果从n n个声源发出的噪声个声源发出的噪声(或是由同一声源发出的噪或是由同一声源发出的噪声频谱中的各频率成分声频谱中的各频率成分)相互独立，则合成噪声的总声相互独立，则合成噪声的总声压压P P为：为：222120020lg20lg()nPPPPPLPP)lg(102022221PPPPn 11.2 11.2 基本声学参数基
11、本声学参数nLnppPpnPpppPpLnplg10lg10lg10lg10)lg(10)lg(2012021202120222210 n n个噪声级相同的声源，在离声源距离相同的一点个噪声级相同的声源，在离声源距离相同的一点所产生的总声压级：所产生的总声压级：11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数当两个噪声级当两个噪声级L L1 1和和L L2 2同时作用，且同时作用，且L L1 1 L L2 2时，时，从噪声级从噪声级L L1 1到总噪声到总噪声级级L L的增加值：的增加值：)1lg(10lg10lg10lg10212221222120212022211PPPPPPPPPPLLL12
12、20212022202120222122lg10lg10lg10lg10LLPPPPPPPPPP10)(21222110LLPP10121101lg10LLLLLdBLLL1如果两个噪声中的一个噪声级超出另一个噪声级的如果两个噪声中的一个噪声级超出另一个噪声级的6 68dB8dB，则，则较弱声源的噪声可以不计，因为此时总噪声级附加值小于较弱声源的噪声可以不计，因为此时总噪声级附加值小于1dB1dB。11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数例例12-1 12-1 若某点同时作用三个声压级：若某点同时作用三个声压级：12385,90,80LdB LdB LdB，求该点的总声压级。求该点的总声压
13、级。解：先合成解：先合成8080和和85dB85dB两声压级。两者级差两声压级。两者级差 1 385805()LdB查表查表 噪声合成时声级的增加值噪声合成时声级的增加值 1.2LdB 两者合成声压级两者合成声压级 1 385 1.286.2()LdB1 3L2L再合成再合成和和)(8.32.8690)31(2dBL查表查表 噪声合成时声级的增加值噪声合成时声级的增加值 1.5LdB 总声压级为总声压级为 L901.591.5(dB)11.2 11.2 基本声学参数基本声学参数11.311.3噪声的频谱分析噪声的频谱分析声源做简谐振动所产生的声波为简谐波，其声压和时间关系为声源做简谐振动所产生
14、的声波为简谐波，其声压和时间关系为一正弦曲线，这种只有单频率的声音称为一正弦曲线，这种只有单频率的声音称为纯音纯音，乐器可以发出，乐器可以发出纯音。而由许多频率纯音所组成的声音称为纯音。而由许多频率纯音所组成的声音称为复音复音，组成复音的，组成复音的强度与频率的关系图称为强度与频率的关系图称为声频谱声频谱（Sound SpectrumSound Spectrum），简称频），简称频谱。谱。离散谱离散谱，例如乐器声谱，其中除了频率最低、声压最高的基，例如乐器声谱，其中除了频率最低、声压最高的基频音外，还有与基频成整数倍的较高频率的频音外，还有与基频成整数倍的较高频率的泛音泛音。11.311.3噪
15、声的频谱分析噪声的频谱分析锣声、鼓风机的声音频谱，既有连续的噪声谱，又有线谱，二者锣声、鼓风机的声音频谱，既有连续的噪声谱，又有线谱，二者混合，形成有调噪声混合谱。分析有调噪声时，应特别注意频谱混合，形成有调噪声混合谱。分析有调噪声时，应特别注意频谱中较为突出的频率成分。噪声是由许多频率不同的成分组合而成，中较为突出的频率成分。噪声是由许多频率不同的成分组合而成，其频谱中声能连续分布在宽广的频率范围内，成为一条连续的曲其频谱中声能连续分布在宽广的频率范围内，成为一条连续的曲线，称为线，称为连续谱连续谱。对于宽广连续的噪声谱，很难对每个频率成分进行分析，而是按对于宽广连续的噪声谱，很难对每个频率
16、成分进行分析，而是按倍频程和倍频程和1/31/3倍频程等划分频带。倍频程等划分频带。噪声的频谱分析是按一定宽度的频带来进行的，即分析各个频带噪声的频谱分析是按一定宽度的频带来进行的，即分析各个频带对应的声压级。对应的声压级。此时的频谱是不同的倍频带与倍频带级即声级的关系。此时的频谱是不同的倍频带与倍频带级即声级的关系。)(log212212ffnffn或11.311.3噪声的频谱分析噪声的频谱分析噪声按频段的分类：低频，噪声按频段的分类：低频，350Hz以下以下；中频，中频，3501000 Hz；高频，高频，1000Hz以上以上 机械噪声测量和分析项目中最主要的是噪声频谱，噪声机械噪声测量和分
17、析项目中最主要的是噪声频谱，噪声频谱表示一定频带范围内声压级的分布情况，频谱中各频谱表示一定频带范围内声压级的分布情况，频谱中各峰值所对应的频率（带）就是某种声源产生的，找到了峰值所对应的频率（带）就是某种声源产生的，找到了主要峰值声源主要峰值声源，就为噪声控制提供了依据。，就为噪声控制提供了依据。11.311.3噪声的频谱分析噪声的频谱分析11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价可听声对人产生的可听声对人产生的总效果总效果除了除了声压声压、声、声频率频率之外，还之外，还有声音有声音持续时间持续时间、听音人的、听音人的主观情况主观情况等。人对高频声等。人对高频声波敏感，对低频声
18、波迟钝。波敏感，对低频声波迟钝。为了把客观存在的为了把客观存在的物理量和人耳感觉的主观量统一物理量和人耳感觉的主观量统一起起来，引入综合声音强度的指标来，引入综合声音强度的指标响度和响度级响度和响度级。11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价11.4.111.4.1纯音的等响曲线、响度及响度级纯音的等响曲线、响度及响度级听阈和痛阈都是在听阈和痛阈都是在10001000HzHz纯音条件下定义的量。当声音纯音条件下定义的量。当声音的频率发生变化时，听阈和痛阈的数值也随着变化。的频率发生变化时，听阈和痛阈的数值也随着变化。选取选取10001000HzHz纯音作为基准音，若噪音听起来与
19、基准纯音纯音作为基准音，若噪音听起来与基准纯音一样响，则噪声的一样响，则噪声的响度级响度级就等于这个纯音的声压级（分就等于这个纯音的声压级（分贝数），单位为方贝数），单位为方。11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价等响曲线等响曲线表达典表达典型听者认为响度型听者认为响度级相同的纯音与级相同的纯音与声压级的关系。声压级的关系。听阈线听阈线为零方响为零方响度线；度线；痛阈线痛阈线为为120120方响度线方响度线 等响曲线等响曲线 11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价方方-宋关系宋关系响度响度1 1宋表示宋表示4040方的响度级方的响度级，即声压为即声压为404
20、0dBdB、频率为频率为1000 1000 HzHz的纯音所产生的响的纯音所产生的响度。度。响度响度S S(宋宋)与响度级与响度级L LS S(方方)的关系的关系：10/)40(2sLSSLs2log1040 响度可以迭加计算响度可以迭加计算 11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价响度可以迭加计算。响度可以迭加计算。如果频率分别为如果频率分别为30003000HzHz和和20002000HzHz，声压级均为，声压级均为7070dBdB的两的两纯音合成，由等响曲线可知响度级均为纯音合成，由等响曲线可知响度级均为7070方。方。相应的响度为相应的响度为8 8宋，总响度为宋，总响度
21、为1616宋，由等响曲线得总响度宋，由等响曲线得总响度级为级为8080方，可见，方，可见，响度级不可以迭加响度级不可以迭加。11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价11.4.211.4.2宽带噪声的响度宽带噪声的响度 测量噪声的测量噪声的频带声压级；频带声压级；从图或表查各频带的从图或表查各频带的响响度指数度指数；计算计算总响度总响度(宋宋)：最大响度最大响度指数指数 常数，与倍频程常数，与倍频程数有关数有关响度指数曲线响度指数曲线)(mimtSSFSS11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价11.4.311.4.3声级计声级计(sound meter)(sou
22、nd meter)的频率计权网络的频率计权网络从等响度曲线出发，通过采用某些滤波器网络，从等响度曲线出发，通过采用某些滤波器网络，对不同频率的对不同频率的声音信号实行不同程度的衰减，使仪器近似地表达人对声音的声音信号实行不同程度的衰减，使仪器近似地表达人对声音的感觉感觉，这种网络称为，这种网络称为频率计权网络频率计权网络。就声级计而言，设立就声级计而言，设立了了A A、B B、C C三种计权三种计权网络网络 。计权网络的衰减曲线计权网络的衰减曲线11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价经过计权网络测得的声压级分别为经过计权网络测得的声压级分别为A A声级声级(L LA A)、B
23、 B声级声级(L LB B)和和C C声级声级(L LC C)，其分贝数分别标为其分贝数分别标为dB(A)dB(A)、dB(B)dB(B)、dB(CdB(C)。A A计权网络计权网络效仿倍频程等响曲线中的效仿倍频程等响曲线中的4040方曲线，模拟方曲线，模拟人对高频的敏感，对低频的不敏感，应用广。人对高频的敏感，对低频的不敏感，应用广。B B计权网络计权网络效仿效仿7070方等响曲线，对低频有衰减。方等响曲线，对低频有衰减。C C计权网络计权网络效仿效仿100100方等响曲线，在整个可听频率范围方等响曲线，在整个可听频率范围不衰减，反映总声压级。不衰减，反映总声压级。11.4 11.4 噪声的
24、主观量与评价噪声的主观量与评价11.4.411.4.4等效连续声级与噪声评价标准等效连续声级与噪声评价标准TTLtTtItITL001.00eq)d101lg(10d)(1lg10等效连续声级等效连续声级用等效连续声级作为评定间断的、脉动的或随时用等效连续声级作为评定间断的、脉动的或随时变化的不稳定噪声的大小。等效连续声级可表示为：变化的不稳定噪声的大小。等效连续声级可表示为：以每个工作日以每个工作日8 8小时为基础，低于小时为基础，低于78dB78dB的不予考虑，则一的不予考虑，则一天的等效声级可按下式近似计算天的等效声级可按下式近似计算 :48010lg108021nRnneqTL式中式中
25、 T TnRnR 第第n n段声级段声级L Ln n的总暴露时间，的总暴露时间，minmin；T T 某段统计时间，某段统计时间，minmin 。11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价如果一周工作六天，每周的等效连续声级可按下式近似计算：如果一周工作六天，每周的等效连续声级可按下式近似计算：648010lg108021nnIneqTLTn ILn 第第n n段声级段声级 一周的总暴露时间，一周的总暴露时间，minmin。11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价)A(dB10248060101801024010lg108021721521348010lg1080
26、21eqnnRnTL例例 测量某车间的噪声。中心声级有测量某车间的噪声。中心声级有4 4小时为小时为9090dB(AdB(A)，3 3小小时为时为100100dB(AdB(A)，1 1小时为小时为110110dB(A)dB(A)，试计算一天的等效连续试计算一天的等效连续声级。声级。解解 由表由表10.410.4，90,100,110 90,100,110 dB(AdB(A)对应的段数分别为对应的段数分别为3,3,5,75,7。于是，有：。于是，有：11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价采用噪声评价曲线确定噪声容许标准采用噪声评价曲线确定噪声容许标准噪声评价曲线噪声评价曲线以噪
27、声评价数以噪声评价数NRNR表征。表征。根据标准容许的声级根据标准容许的声级L LA A确定确定容许的容许的NRNR，换算关系为换算关系为NRNR=L LA A5dB5dB噪声评价曲线11.4 11.4 噪声的主观量与评价噪声的主观量与评价11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器噪声的测量主要是声压级、声功率级及其噪声频谱的测量。噪声的测量主要是声压级、声功率级及其噪声频谱的测量。声压级测量仪器包括传声器、声级计、频率分析仪、校准器等声压级测量仪器包括传声器、声级计、频率分析仪、校准器等。11.5.1 11.5.1 传声器传声器传声器传声器(microphone)(microphone)是
28、将声波信号转换为相应的电信号的传感器，是将声波信号转换为相应的电信号的传感器，其原理是由声造成的空气压力，推动传声器的振动膜振动，进而其原理是由声造成的空气压力，推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机械振动变成电参数的变化。经变换器将此机械振动变成电参数的变化。根据变换器的形式不同，常用传声器有电容式、动圈式、压电式根据变换器的形式不同，常用传声器有电容式、动圈式、压电式和永电体式。和永电体式。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器1 1电容式传声器电容式传声器电容式传声器精密测量最常用的传精密测量最常用的传声器。声器。振膜和背极组成可变振膜和背极组成可变电容，极距在声压作电容，极距
29、在声压作用下产生变化。用下产生变化。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器振动气流通过振动气流通过阻尼孔阻尼孔，起抑制共振振幅的作起抑制共振振幅的作用。用。毛细孔毛细孔平衡振膜两侧平衡振膜两侧静压力，而声压很难静压力，而声压很难通过毛细孔作用于内通过毛细孔作用于内腔。腔。电容传声器的工作原理电容传声器的工作原理11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器2 2动圈传声器动圈传声器动圈式传声器一个轻质振膜的中部有一一个轻质振膜的中部有一个线圈，线圈放在永久磁个线圈，线圈放在永久磁场的气隙中，在声压的作场的气隙中，在声压的作用下，振膜和线圈移动并用下，振膜和线圈移动并切割磁力线，产生感应电切
30、割磁力线，产生感应电势，同线圈移动速度成正势，同线圈移动速度成正比。比。这种扬声器精度较低，灵这种扬声器精度较低，灵敏度也较低，体积大，其敏度也较低，体积大，其突出特点是输出阻抗小，突出特点是输出阻抗小，所以接较长的电缆，也不所以接较长的电缆，也不降低其灵敏度。此外，温降低其灵敏度。此外，温度和湿度的变化对其灵敏度和湿度的变化对其灵敏度也无大的影响。度也无大的影响。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器3 3压电式传声器压电式传声器压电传声器压电传声器金属箔形膜片与双压金属箔形膜片与双压电晶体弯曲梁相连，电晶体弯曲梁相连，膜片受到声压作用而膜片受到声压作用而变位时，双压电元件变位时，双压
31、电元件则产生变形，在压电则产生变形，在压电元件梁端面出现电荷，元件梁端面出现电荷，通过变换电路便可以通过变换电路便可以输出电信号。压电式输出电信号。压电式传声器膜片较厚，其传声器膜片较厚，其固有频率较底，灵敏固有频率较底，灵敏度较高，频响曲线平度较高，频响曲线平坦，结构简单、价格坦，结构简单、价格便宜，广泛用于普通便宜，广泛用于普通声级计中。声级计中。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器11.5.2 11.5.2 声级计声级计声级计声级计是用一定频率和时间计权来测量声压级的仪器。是用一定频率和时间计权来测量声压级的仪器。声级计框图11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器可根据需要选
32、择计权网络，以测定声压级和可根据需要选择计权网络，以测定声压级和A A，B B，C C三种声级。三种声级。声级计可以与适当的滤波器、记录器连接，以便对声波做进一声级计可以与适当的滤波器、记录器连接，以便对声波做进一步分析。某些声级计有倍频程或者步分析。某些声级计有倍频程或者1/31/3倍频程滤波器，可以直接倍频程滤波器，可以直接对噪声进行频谱分析。对噪声进行频谱分析。调查用的声级计（三级）只有调查用的声级计（三级）只有A A计权网络；普通声级计（二级）计权网络；普通声级计（二级）具有具有A A，B B，C C计权网络；精密声级计（一级）除了计权网络；精密声级计（一级）除了A A、B B、C C
33、计权计权网络，还有外接滤波器插口，可进行倍频程或网络，还有外接滤波器插口，可进行倍频程或1/31/3倍频程滤波分倍频程滤波分析。析。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器11.5.3 11.5.3 声级计的校准声级计的校准常用的校准方法常用的校准方法 活塞发生器校准法活塞发生器校准法 扬声器校准法扬声器校准法 互易校准法互易校准法 静电激励校准法静电激励校准法 置换法置换法使用声级计测量声压时，必须经常校准，以确保声压使用声级计测量声压时，必须经常校准，以确保声压计读数的精确度。某些行业的标准规定，每次测量开计读数的精确度。某些行业的标准规定，每次测量开始和结束都必须进行校准，两次差值不
34、得大于始和结束都必须进行校准，两次差值不得大于1dB1dB。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器1 1 活塞发生器校准法活塞发生器校准法活塞发生器校准法是一种现场活塞发生器校准法是一种现场常用的精确、可靠且简便的方常用的精确、可靠且简便的方法，它主要适用于低频校准法，它主要适用于低频校准（几（几HzHz到几十到几十HzHz）。其原理是：）。其原理是：由电池供电的电动机通过凸轮由电池供电的电动机通过凸轮使两个对称的活塞作正弦移动，使两个对称的活塞作正弦移动，造成空腔中气体体积的变化，造成空腔中气体体积的变化，使腔内产生标准的正弦变化的使腔内产生标准的正弦变化的声压，被校的传声器置于空腔声
35、压，被校的传声器置于空腔的一端。用活塞发生器可以标的一端。用活塞发生器可以标定精密的声级计，在频率定精密的声级计，在频率250Hz250Hz、声压级、声压级124dB124dB时，其准时，其准确度可达确度可达0.2dB0.2dB，也可应用，也可应用在低频情况下标定传声器。在低频情况下标定传声器。活塞发生器校准法11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器2 2 扬声器校准法扬声器校准法用一个精确标定过用一个精确标定过的扬声器，在一个的扬声器，在一个声耦合空腔中产生声耦合空腔中产生1000Hz1000Hz的精确给定的精确给定声压级的声压，作声压级的声压，作为作用在传声器振为作用在传声器振膜上的标
36、准信号。膜上的标准信号。扬声器校准法的原理示意图扬声器校准法的原理示意图 11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器3.3.互易校准法互易校准法互易校准法适用于中频范围可听声的传声器校准，该方法准确互易校准法适用于中频范围可听声的传声器校准，该方法准确度高，是最广泛采用的一种方法。互易校准法既可测定传声器度高，是最广泛采用的一种方法。互易校准法既可测定传声器的压力响应，也可以测定其自由场响应，即把机器放在室外空的压力响应，也可以测定其自由场响应，即把机器放在室外空旷无噪声干扰的地方或在消声室内，即自由声场中。旷无噪声干扰的地方或在消声室内，即自由声场中。4 4静电激励校准法静电激励校准法该方
37、法适用于较高频率的传声器校准。它是将一个绝缘的栅状该方法适用于较高频率的传声器校准。它是将一个绝缘的栅状金属板置于传声器振膜之前，并使两者之间的距离尽量小。在金属板置于传声器振膜之前，并使两者之间的距离尽量小。在栅状金属板和振膜之间加上高达栅状金属板和振膜之间加上高达800V800V的直流电压使两金属板极的直流电压使两金属板极化，从而使两者之间互相作用着一个稳定的静电力。另外再加化，从而使两者之间互相作用着一个稳定的静电力。另外再加上上30V30V左右的交流电压使相互作用一个交变力，其值等于左右的交流电压使相互作用一个交变力，其值等于1Pa1Pa的的声压。静电激振器产生的力和频率无关，因此，可
38、用来测量电声压。静电激振器产生的力和频率无关，因此，可用来测量电容传声器的响应。容传声器的响应。11.5 11.5 噪声测量仪器噪声测量仪器5 5置换法置换法置换法是用一个已知频率响应的精确基准声级计来校准使用声置换法是用一个已知频率响应的精确基准声级计来校准使用声级计。校准时，先用标准声级计来测量声压，随之使用被校准级计。校准时，先用标准声级计来测量声压，随之使用被校准的声级计来测量同一声压。最后用标准声级计再次测量声压，的声级计来测量同一声压。最后用标准声级计再次测量声压，以校验试验过程有无变化或疏忽。从两声级计测量结果的差别，以校验试验过程有无变化或疏忽。从两声级计测量结果的差别，可以确
39、定被校准声级计的频率响应（灵敏度）。这种校准方法可以确定被校准声级计的频率响应（灵敏度）。这种校准方法误差较大。误差较大。11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术11.6.111.6.1声功率的测量和计算声功率的测量和计算1.1.自由场法自由场法 自由声场法是把机器放在室外空旷无噪声干扰的地方或在消自由声场法是把机器放在室外空旷无噪声干扰的地方或在消声室内，即自由声场中。测量以机械为中心的半球面上或半圆声室内，即自由声场中。测量以机械为中心的半球面上或半圆柱面上（长机械）若干均匀分布点的声压级，求得声功率级：柱面上（长机械）若干均匀分布点的声压级，求得声功率级：SLLpwlg10_(dB)
40、2122_0_)(,lg20nPPPPLip11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术如果机械在消声室或其它较理想的自由场中，声源以球面波辐如果机械在消声室或其它较理想的自由场中，声源以球面波辐射，则为：射，则为：11lg204lg10_2_rLrLLppw如果机械放在室外坚硬的地面上，周围无反射，这时透声面积为如果机械放在室外坚硬的地面上，周围无反射，这时透声面积为22r，则为：，则为：8lg20)2lg(10_2_rLrLLppw11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术2 2参考声源法参考声源法 在有限吸声的房间（如工厂、车间）内测量噪声，自由场法在有限吸声的房间（如工厂、车间）内测
41、量噪声，自由场法要求的条件很难得到满足。这时，可采用一个已知声功率级要求的条件很难得到满足。这时，可采用一个已知声功率级 的参考声源与被测的噪声源相比较来测定机器的声功率。的参考声源与被测的噪声源相比较来测定机器的声功率。pLrpwLLLL_以机器为中心，以机器为中心，半径为半径为r r的半球的半球面上测出该噪声面上测出该噪声源的平均声压级源的平均声压级 关掉噪声源，参关掉噪声源，参考声源置于噪声考声源置于噪声源的位置，在同源的位置，在同样测点上测得的样测点上测得的平均声压级。平均声压级。11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术11.6.211.6.2噪声测量应注意的问题噪声测量应注意的问
42、题1.1.测量部位的选取测量部位的选取 一般测点选在距一般测点选在距机械表面机械表面1.5m1.5m，并，并离地面离地面1.5m1.5m的位置。的位置。若若机械本身尺寸很小机械本身尺寸很小(如小于如小于0.25m)0.25m)，测点应距所测机械表面，测点应距所测机械表面较近，如较近，如0.5m0.5m，但应注意测点与测点周围反射面相距在，但应注意测点与测点周围反射面相距在2 23m3m以上以上；机械噪声大，机械噪声大，测点宜取在相距测点宜取在相距5 510m10m处，对于行驶的处，对于行驶的机动车辆机动车辆，测点应距车体测点应距车体7.5m7.5m，并，并高出地面高出地面1.2m1.2m处；处
43、；相邻很近的两个噪声源，测点宜距噪声源很近，相邻很近的两个噪声源，测点宜距噪声源很近，如如0.2m0.2m或或0.1m0.1m。如果研究噪声对操作人员的影响，可把测点选在工作人员经常如果研究噪声对操作人员的影响，可把测点选在工作人员经常所在的位置，以人所在的位置，以人耳的高度为准耳的高度为准选择若干个测点。选择若干个测点。11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术做为一般噪声源，测点应在所测机械规定表面的四周均布，且做为一般噪声源，测点应在所测机械规定表面的四周均布，且不少于不少于4 4点点。如相邻测点测出声级如相邻测点测出声级相差相差5dB5dB以上以上，应在其间，应在其间增加测点增加测点
44、，机械，机械的噪声级应取各测点的的噪声级应取各测点的算术平均值算术平均值。如果机械噪声不是均匀地向如果机械噪声不是均匀地向各个方向辐射各个方向辐射，除了找出，除了找出A A声级最声级最大大的一点作为评价该机器噪声的主要依据外，同时还应当的一点作为评价该机器噪声的主要依据外，同时还应当测出测出若干点若干点(一般多于五点一般多于五点)作为评价的参考。作为评价的参考。11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术2.2.测量时间的选取测量时间的选取 当测量城市街道的当测量城市街道的环境噪声环境噪声时，白天的理想测定时间为时，白天的理想测定时间为1616小时，即从小时，即从早上早上6 6点至晚上点至晚上
45、1010点点。测夜间的噪声，取测夜间的噪声，取8 8小时为宜，即从小时为宜，即从晚上晚上1010点至早上点至早上6 6点点，但有的国家也选取一天中最吵闹的但有的国家也选取一天中最吵闹的8 8小时作为测量的参考时间，小时作为测量的参考时间，有的进一步简化，确定高交通密度有的进一步简化，确定高交通密度(即每小时通过机动车数目即每小时通过机动车数目超过超过10001000辆辆)，测测1515分钟的平均值分钟的平均值即可代表交通噪声值，如果即可代表交通噪声值，如果交通密度整天都很小，交通密度整天都很小，取半小时的测量值取半小时的测量值，也是可靠的。，也是可靠的。测量各种动态设备的噪声，当测量最大值时，
46、应取起动开始测量各种动态设备的噪声，当测量最大值时，应取起动开始时或工作条件变动时的噪声，当测量平均正常噪声时，应取时或工作条件变动时的噪声，当测量平均正常噪声时，应取平平稳工作时的噪声稳工作时的噪声，当周围环境的噪声很大时，应选择，当周围环境的噪声很大时，应选择环境噪声环境噪声最小时最小时(比如深夜比如深夜)测量测量。11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术3 3干扰的排除干扰的排除 噪声测量所用电子仪器的灵敏度，与供电电压有直接关系，噪声测量所用电子仪器的灵敏度，与供电电压有直接关系，电源电压如达不到规定范围，或者工作不稳定电源电压如达不到规定范围，或者工作不稳定，将直接影响测，将直接
47、影响测量的准确性，这时就应当量的准确性，这时就应当使用稳压器或者更换电源使用稳压器或者更换电源。进行噪声测量时，要避免气流的影响，若在进行噪声测量时，要避免气流的影响，若在室外测量室外测量，最好，最好选择无风天气，风速超过四级以上时，可在传声器上选择无风天气，风速超过四级以上时，可在传声器上戴上防风戴上防风罩或包上一层绸布罩或包上一层绸布，在管道里测量时，在气流大的部位，如管，在管道里测量时，在气流大的部位，如管壁口，也应如此，在空气动力设备排气口测量时，应避开风口壁口，也应如此，在空气动力设备排气口测量时，应避开风口和气流。和气流。测量时，还应注意反射所造成的影响，应尽可能地测量时，还应注意
48、反射所造成的影响，应尽可能地减少或减少或排除噪声源周围的障碍物排除噪声源周围的障碍物，在不能排除时要注意选择点的位置。，在不能排除时要注意选择点的位置。用声级计进行测量时，其话筒取向不同，测量结果也有一用声级计进行测量时，其话筒取向不同，测量结果也有一定的误差，因而，各测点都要定的误差，因而，各测点都要保持同样的入射方向保持同样的入射方向。11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术11.6.311.6.3噪声测量环境的影响及环境噪声的修正噪声测量环境的影响及环境噪声的修正1 1大气压力大气压力2 2温度温度3 3风和气流风和气流4 4湿度湿度5 5传声器的指向性传声器的指向性6 6反射反射7
49、 7其它因素其它因素8 8本底噪声影响与修正本底噪声影响与修正11.6 11.6 噪声测量技术噪声测量技术11.7 11.7 机床噪声测量实例机床噪声测量实例 机床噪声声压级测量机床噪声声压级测量机床测点示意图机床测点示意图 1 1测点布置测点布置2 2测量条件测量条件3 3测量仪器使用要求测量仪器使用要求4 4测量数据处理测量数据处理11.7 11.7 机床噪声测量实例机床噪声测量实例机床噪声频谱分析机床噪声频谱分析 1 1机床噪声频谱测量方法机床噪声频谱测量方法 噪声频谱分析仪器的组合示意图噪声频谱分析仪器的组合示意图 1 1一传声器一传声器 2 2一三角架一三角架 3 3一频率分析仪一频
50、率分析仪 4 4一电平记录仪一电平记录仪11.7 11.7 机床噪声测量实例机床噪声测量实例2 2机床噪声源分析机床噪声源分析图图 镗铣床整机噪声频谱（镗铣床整机噪声频谱（n n=1036r=1036rminmin）在整个频率范围内在整个频率范围内630630至至 3000Hz3000Hz之间噪声的幅值较大。其中有之间噪声的幅值较大。其中有几个明显的尖峰，如几个明显的尖峰，如685Hz685Hz、960Hz960Hz、1165Hz1165Hz、1370Hz1370Hz和和2740Hz2740Hz等。通过对机床各级传动齿轮啮合频率的计算和分析比较，可等。通过对机床各级传动齿轮啮合频率的计算和分析
