什么是聲級(jí)計(jì)

1、聲級(jí)計(jì)概述

聲級(jí)計(jì)是一種最基本的噪聲測(cè)量?jī)x器，由測(cè)量麥克風(fēng)、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等組成。其工作原理是由測(cè)量麥克風(fēng)將采集到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后經(jīng)由前置放大器輸入至儀器主機(jī)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)運(yùn)算處理，再經(jīng)由衰減器和經(jīng)一定電路阻尼后，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)分檔給出被測(cè)噪聲得定量示值。

SM 102手持式聲級(jí)計(jì)

1.1、主機(jī)

聲級(jí)計(jì)的主機(jī)主要功能有結(jié)果顯示、提供交互界面、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)等。同時(shí)主機(jī)主板的電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等都是影響測(cè)量精度的因素。麥克風(fēng)輸入主機(jī)的信號(hào)是不斷變化的交流信號(hào)，通過(guò)均方根電壓（RMS）轉(zhuǎn)換為直流電平后再經(jīng)對(duì)數(shù)電路處理并輸出到屏幕，成為可讀的dB值。

1.2、測(cè)量麥克風(fēng)

作為高精度聲級(jí)計(jì)組成的重要部件之一，測(cè)量麥克風(fēng)的選擇通常為預(yù)極化駐極體麥克風(fēng)。它通過(guò)使用駐極體材料，讓電荷保存在駐極體中，廣泛運(yùn)用于聲壓的分析和記錄。它的工作原理是咪頭中的兩塊平行的金屬板構(gòu)成了電容器，當(dāng)外層金屬膜片受聲波沖擊時(shí)，其與背板之間的距離就會(huì)變化，電容也隨之產(chǎn)生變化，在電路中產(chǎn)生一個(gè)交流電，實(shí)現(xiàn)了聲電轉(zhuǎn)換。

M 663自由場(chǎng)麥克風(fēng)

1.3、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)

聲級(jí)計(jì)中的計(jì)權(quán)可分為頻率計(jì)權(quán)與時(shí)間計(jì)權(quán)。

頻率計(jì)權(quán)：

為了模擬人耳聽(tīng)覺(jué)在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，把電信號(hào)修正為與聽(tīng)感近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫做頻率計(jì)權(quán)。

頻率計(jì)權(quán)有A、C、Z，表示應(yīng)用的計(jì)權(quán)或?yàn)V波的頻點(diǎn)值。當(dāng)聲壓級(jí)單位顯示為dB（A）時(shí)則表示當(dāng)前結(jié)果采用了A計(jì)權(quán)。

A計(jì)權(quán)是模擬人耳對(duì)聲音的響應(yīng)，是基于40dB等響度的曲線。它會(huì)使電信號(hào)的中、低頻段有較大的衰減，并且A計(jì)權(quán)濾波覆蓋了10Hz至20kHz的整個(gè)音頻范圍。在使用A計(jì)權(quán)的測(cè)量通常標(biāo)注dB(A)，表示測(cè)量結(jié)果已使用該頻率計(jì)權(quán)。

C計(jì)權(quán)是人耳在相當(dāng)高的聲級(jí)下的響應(yīng)。對(duì)應(yīng)于100dB等響度曲線，主要用于評(píng)估高聲壓級(jí)的峰值。

Z計(jì)權(quán)是10Hz到20 kHz±1.5dB之間的平坦頻率響應(yīng)。

在當(dāng)下，A計(jì)權(quán)是應(yīng)用最為廣泛的頻率計(jì)權(quán)。

時(shí)間計(jì)權(quán)：

時(shí)間計(jì)權(quán)指聲級(jí)計(jì)對(duì)聲壓變化的反應(yīng)方式。它的目的是波動(dòng)信號(hào)的指數(shù)平均值，使得快速變化的數(shù)值變得穩(wěn)定易讀取。根據(jù)大多數(shù)國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，時(shí)間計(jì)權(quán)采用F：快速、S：慢速、I：脈沖三種。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JJF 1681—2017中定義，時(shí)間計(jì)權(quán)F（快）的設(shè)計(jì)目標(biāo)指數(shù)時(shí)間常數(shù)為0.125s，時(shí)間計(jì)權(quán)S（慢）為1s。在突然終止穩(wěn)態(tài)4kHz正弦輸入電信號(hào)后，時(shí)間計(jì)權(quán)聲級(jí)相應(yīng)的衰減速率的設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)時(shí)間計(jì)權(quán)F為34. 7 dB/ s,對(duì)時(shí)間計(jì)權(quán)S為4.3dB/s。

1.4、聲壓級(jí)

聲壓級(jí)（Sound Pressure Level，簡(jiǎn)稱 SPL）是用來(lái)衡量聲音強(qiáng)度的一種物理量。通常我們用分貝（dB）作為單位來(lái)表示聲壓級(jí)，它與聲音的壓力成正比，也就是說(shuō)，聲音越響，其聲壓級(jí)就越高。

在聲級(jí)計(jì)中，聲壓級(jí)的計(jì)算應(yīng)用到了各個(gè)頻點(diǎn)的分量，單位是dBSPL。

審核編輯黃宇