汽車噪聲的檢測(cè)-聲級(jí)計(jì)在汽車行業(yè)的使用 聲級(jí)計(jì)是如何工作的

第第頁汽車噪聲的檢測(cè)——聲級(jí)計(jì)在汽車行業(yè)的使用聲級(jí)計(jì)是如何工作的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1495—79和GB1496—79分別規(guī)定了《機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲》與《機(jī)動(dòng)車輛噪聲測(cè)量方法》。在測(cè)量方法中，規(guī)定使用儀器是精密聲級(jí)計(jì)或一般。

聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理聲級(jí)計(jì)是一種能把工業(yè)噪聲、生活噪聲和交通噪聲等，按人耳聽覺特性貌似地測(cè)定其噪聲級(jí)的儀器。噪聲級(jí)是指用聲級(jí)計(jì)測(cè)得的并經(jīng)過聽感修正的聲壓級(jí)（dB）或響度級(jí)（phon）。依據(jù)聲級(jí)計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量1000Hz純音所表現(xiàn)的精度，60時(shí)代國(guó)際上把聲級(jí)計(jì)分為兩類，一類叫精密聲級(jí)計(jì)，一類叫一般。我國(guó)也接受這種方法。70時(shí)代以來，有些國(guó)家推出四類分法，即分為0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4dB、±0.7dB、±1.0dB和±1.5dB。依據(jù)聲級(jí)計(jì)所用電源不同，還可分為交流式和用干電池的直流式聲級(jí)計(jì)兩類，后者也可以成為便攜式。便攜式具有體積小、質(zhì)量輕和現(xiàn)場(chǎng)使用便利等優(yōu)點(diǎn)。

一般由傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等構(gòu)成。

（1）傳聲器它是把聲壓信號(hào)變化為電壓信號(hào)的裝置，也稱為話筒，是的傳感器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動(dòng)圈式和電容式等多種形式。

動(dòng)圈式傳感器由振動(dòng)膜片、可動(dòng)線圈、永久磁鐵和變壓器等構(gòu)成。震動(dòng)膜片受到聲波壓力以后開始振動(dòng)，并帶動(dòng)著和它裝在一起的可動(dòng)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)振動(dòng)，以產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流依據(jù)振動(dòng)膜片受的聲波壓力的大小而變化。聲壓越大，產(chǎn)生的電流就越大；聲壓越小，產(chǎn)生的電流也越小。

電容式傳感器緊要由金屬膜片和靠的很近的金屬電極構(gòu)成，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)平板電容。金屬膜片與金屬電極構(gòu)成了平板電容的兩個(gè)極板。當(dāng)膜片受到聲壓作用時(shí)，膜片發(fā)生變形，使兩個(gè)極板之間的距離發(fā)生了變化，電容量也發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交變電壓，其波形在傳聲器線性范圍內(nèi)與聲壓級(jí)形成比例，實(shí)現(xiàn)了將聲壓信號(hào)變化為電壓信號(hào)的作用。

電容式傳聲器是聲學(xué)測(cè)量中比較理想的傳聲器，具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度高和在一般測(cè)量環(huán)境中穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。由于電容式傳感器輸出阻抗很高，因此需要通過前置放大器進(jìn)行阻抗變換，前置放大器裝在聲級(jí)計(jì)內(nèi)部靠近安裝電容式傳感器的部位。

（2）放大器和衰減器目前流行的很多國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口的在放大電路中都接受兩級(jí)放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號(hào)放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來更改輸入信號(hào)的衰減量和輸出信號(hào)的衰減量的，以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?，其每一擋的衰減量為10分貝。輸入放大器使用的衰減器調(diào)整范圍為測(cè)量底端（如0～70分貝），輸出放大器使用的衰減器調(diào)整范圍為測(cè)量高端（70～120分貝）。輸入和輸出兩個(gè)衰減器的刻度盤常做成不同顏色，目前以黑色與透亮配對(duì)多。由于很多聲級(jí)計(jì)的高、底以70分貝為界限，故在旋轉(zhuǎn)時(shí)要防止超過界限，以免損壞裝置。

（3）計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性，在內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，把電信號(hào)修正為與聽覺貌似的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫做計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)（叫線性聲壓級(jí)），而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級(jí)，叫做計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。

計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有A、B、C三種。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55分貝以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性；B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55～85分貝的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性；C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的特性。三者的區(qū)分是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度，A衰減較多，B次之，C最少。A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性，因此是目前世界上噪聲測(cè)量中應(yīng)用廣泛的一種，B、C已漸漸不用。

從聲級(jí)計(jì)上得出的噪聲級(jí)讀數(shù)，必需注明測(cè)量條件。

（4）檢波器和指示表頭為了使經(jīng)過放大的信號(hào)通過表頭顯示出來，還需要有檢波器，以便把快速變化的電壓信號(hào)變化成變化較慢的直流電壓信號(hào)。這個(gè)直流電壓的大小要正比于輸入信號(hào)的大小。依據(jù)測(cè)量的需要，檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器黑均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出確定時(shí)間間隔的最大值，平均值檢波器能在確定時(shí)間間隔中測(cè)量其確定平均值。除了像槍炮聲那樣的脈沖聲需要測(cè)量他的峰值外，在多數(shù)的測(cè)量中均接受方根值檢波器。

均方根值檢波器能對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行平方、平均和開方，得出電壓的均方根值，最后將均方根電壓信號(hào)輸送到指示表頭。指示表頭是一只電表，只要對(duì)其刻度進(jìn)行確定的標(biāo)定，就可從表頭上直讀出噪聲級(jí)的分貝值聲級(jí)計(jì)表頭阻尼一般都有“快”和“慢”兩個(gè)擋?！翱臁睋醯钠骄鶗r(shí)間為0.27s，很接近于人耳聽覺器官的生理平均時(shí)間；“慢”擋的平均時(shí)間為1.05s。當(dāng)對(duì)穩(wěn)態(tài)噪聲進(jìn)行測(cè)量或需要記錄聲級(jí)變化過程時(shí)，使用“快”擋比較合適；在被測(cè)噪聲的波動(dòng)比較大時(shí)，使用“慢”擋比較合適。

為適應(yīng)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的需要聲級(jí)計(jì)一般都有三角支架，以便視需要將固定在三角支架上。

面板上一般還備有一些插孔這些插孔假如與便攜式倍頻帶濾波器相連，可構(gòu)成小型現(xiàn)場(chǎng)使用的簡(jiǎn)易頻譜分析系統(tǒng)；假如與錄音機(jī)組合，則可以把現(xiàn)場(chǎng)噪聲錄制在磁帶上儲(chǔ)存下來，待以后再進(jìn)行更認(rèn)真的討論；假如與示波器組合，則可察看到聲壓變化的波形，并可用照相機(jī)將波形攝制下來；還可以把分析儀、記錄儀等儀器與聲級(jí)計(jì)組合、配套使用，這要依據(jù)測(cè)試條件和測(cè)試要求而定。聲級(jí)計(jì)的分類依據(jù)聲級(jí)計(jì)整機(jī)靈敏度區(qū)分，聲級(jí)計(jì)分類有兩類方法：一類是一般聲級(jí)計(jì)，它對(duì)傳聲器要求不太高。動(dòng)態(tài)范圍和頻響平直范圍較狹，一般不配置帶通濾波器相聯(lián)用；另一類是精密聲級(jí)計(jì)，其傳聲器要求頻響寬，靈敏度高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，且能與各種帶通濾波器搭配使用，放大器輸出可直接和電平記錄器、錄音機(jī)相聯(lián)接，可將噪聲訊號(hào)顯示或貯存起來。如將精密聲級(jí)計(jì)的傳聲器取下，換以輸入轉(zhuǎn)換器并接加速度計(jì)就成為振動(dòng)計(jì)可作振動(dòng)測(cè)量。近年來又有人將聲級(jí)計(jì)分為四類，即0型、1型、2型和3型。它們的精度分別為±0.4分貝、±0.7分貝、±1.0分貝和±1.5分貝。聲級(jí)計(jì)是噪聲測(cè)量中最基本的儀器。聲級(jí)計(jì)一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效值指示表頭等構(gòu)成。聲級(jí)計(jì)的工作原理是：由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)（或外接濾波器），然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)放大到確定的幅值，送到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級(jí)的數(shù)值。聲級(jí)計(jì)中的頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C三種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)等響曲線中40方純音的響應(yīng)，它的曲線形狀與340方的等響曲線相反，從而使電信號(hào)的中、低頻段有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70方純音的響應(yīng)，它使電信號(hào)的低頻段有確定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)100方純音的響應(yīng)，在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。聲級(jí)計(jì)經(jīng)過頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)稱為聲級(jí)，依據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，單位記作dB（A）、dB（B）和dB（C）。目前，測(cè)量噪聲用的聲級(jí)計(jì)，表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種：（1）“慢”。表頭時(shí)間常數(shù)為1000ms，—般用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲，測(cè)得的數(shù)值為有效值。（2）”快”。表頭時(shí)間常數(shù)為125ms，一般用于測(cè)量波動(dòng)較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運(yùn)輸噪聲等。快檔接近人耳對(duì)聲音的反應(yīng)。（3）“脈沖或脈沖保持”。表針上升時(shí)間為35ms，用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的脈沖噪聲，如沖床、按錘等，測(cè)得的數(shù)值為最大有效值。（4）“峰值保持”。表針上升時(shí)間小于20ms．用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆炸聲，測(cè)得的數(shù)值是峰值．即最大值。聲級(jí)計(jì)可以外接濾波器和記錄儀，對(duì)噪聲做頻譜分析。國(guó)產(chǎn)的ND2型精密聲級(jí)計(jì)內(nèi)裝了一個(gè)倍頻頁程濾波器，便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)和作頻譜分析。聲級(jí)計(jì)按精度可分為精密聲級(jí)計(jì)和一般聲級(jí)計(jì)。精密聲級(jí)計(jì)的測(cè)量誤差約為土1dB，一般聲級(jí)計(jì)約為土3dB。聲級(jí)計(jì)按用途可分為兩類：一類用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲，一類則用于測(cè)量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。積分式聲級(jí)計(jì)是用來測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)不穩(wěn)態(tài)噪聲的等效聲級(jí)的。噪聲劑量計(jì)也是一種積分式聲級(jí)計(jì)，緊要用來測(cè)量噪聲暴露量。脈沖式聲級(jí)計(jì)是用于測(cè)量脈沖噪聲的，這種聲級(jí)計(jì)符合人耳對(duì)脈沖聲的響應(yīng)及人耳對(duì)脈沖聲反應(yīng)的平均時(shí)間。聲級(jí)計(jì)又叫噪聲計(jì)，是一種用于測(cè)量聲音的聲壓級(jí)或聲級(jí)的儀器，是聲學(xué)測(cè)量中最基本而又常用的儀器，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展和人們物質(zhì)文化生活水平的提高，噪聲普查和環(huán)境保護(hù)工作全面開展，機(jī)器制造行業(yè)已把噪聲作為產(chǎn)品的緊要質(zhì)量指標(biāo)之一，禮堂和體育館等建筑物不僅僅要求造型美觀，也努力探求音響效果，這些都使得聲級(jí)計(jì)的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)在它不僅應(yīng)用在聲學(xué)和電聲學(xué)測(cè)量中，而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造、建筑設(shè)計(jì)、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生以及國(guó)防工程等各個(gè)領(lǐng)域，成為幾乎全部部門都必需具備的聲學(xué)測(cè)量?jī)x器。聲級(jí)計(jì)使用正確與否，直接影響到測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。因此，有必要介紹一下聲級(jí)計(jì)的使用。1、聲級(jí)計(jì)使用環(huán)境的選擇：選擇有代表性的測(cè)試地點(diǎn)，聲級(jí)計(jì)要離開地面，離開墻壁，以削減地面和墻壁的反射聲的附加影響。2、天氣條件要求在無雨無雪的時(shí)間，聲級(jí)計(jì)應(yīng)保持傳聲器膜片清潔，風(fēng)力在三級(jí)以上必需加風(fēng)罩（以避開風(fēng)噪聲干擾），五級(jí)以上大風(fēng)應(yīng)停止測(cè)量。3、打開聲級(jí)計(jì)攜帶箱，取出聲級(jí)計(jì)，套上傳感器。4、將聲級(jí)計(jì)置于A狀態(tài)，檢測(cè)電池，然后校準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)。5、對(duì)比表（一般常見的環(huán)境聲級(jí)大小參考），調(diào)整測(cè)量的量程。6、下面就可以使用快（測(cè)量聲壓級(jí)變化較大的環(huán)境的瞬時(shí)值）、慢（測(cè)量聲壓級(jí)變化不大的環(huán)境中的平均值）、脈沖（測(cè)量脈沖聲源）、濾波器（測(cè)量指定頻段的聲級(jí)）各種功能進(jìn)行測(cè)量。7、依據(jù)需要記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以連接打印機(jī)或者其它電腦終端進(jìn)行自動(dòng)采集。整理器材并放回指定地方

積分聲級(jí)計(jì)的技術(shù)性能額介紹積分聲級(jí)計(jì)是一種精密聲學(xué)測(cè)量?jī)x器，具有量程動(dòng)態(tài)范圍大、大屏幕液晶數(shù)顯、自動(dòng)測(cè)量存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)等特點(diǎn)；

外接濾波器能自動(dòng)進(jìn)行1/3及1/1頻譜分析，通過RS232C串口，配套打印機(jī)能自動(dòng)打印出測(cè)量結(jié)果與圖譜；

經(jīng)接口通訊電纜可將測(cè)量數(shù)據(jù)輸出傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,實(shí)現(xiàn)聲壓級(jí)Lp實(shí)時(shí)通訊輸出及飛機(jī)噪聲Lepn有效感覺噪聲級(jí)測(cè)量計(jì)算。

緊要技術(shù)性能

1傳聲器

1/2英寸預(yù)極化測(cè)試電容傳聲器

頻率：20Hz～20kHz

靈敏度：50mV/Pa

2聲級(jí)測(cè)量范圍（以2×10—5Pa為參考）

25dB～135dB（A）

35dB～135dB（C）

45dB～135dB（Lin）

3頻率計(jì)權(quán)與頻率范圍

A計(jì)權(quán)、C計(jì)權(quán)、Lin：線性，平坦頻率響應(yīng)。

頻率：20Hz～20kHz

4檢波器特性

真有效值、峰值因素≥10

5時(shí)間計(jì)權(quán)

F（快）、S（慢）、最大值保持。

6量程分擋設(shè)置

最大動(dòng)態(tài)范圍70dB，自動(dòng)指示超量程與欠量程。

量程1：5dB～75dB

量程2：35dB～105dB（參考量程）

量程3：55dB～125dB

量程4：75dB～145dB

7自動(dòng)測(cè)量功能

Leq、LAE、SD、Lmin、L95、L90、L50、L10、L5、Lmax、1/3及1/1頻譜分析

（外接濾波器）、混響時(shí)間T60、Lepn有效感覺噪聲級(jí)（通訊軟件）等數(shù)組，自動(dòng)采集存儲(chǔ)打印。

8測(cè)量時(shí)間選擇與時(shí)鐘

Man（人工定時(shí)）、10s、1min、5min、10min、20min、30min、1h、8h、

24h適時(shí)鐘：年、月、日、時(shí)、分、秒。

9輸出接口

交流端口：最大有效值約7V，輸出阻抗600Ω

直流端口：0.25V～1.35V，0.1V/10dB

串行接口：RS232C

10顯示：40mm×70mm大屏幕液晶數(shù)顯4位LCD，辨別率0.1dB。

11校準(zhǔn)：1型聲級(jí)校準(zhǔn)器或活塞發(fā)聲器