Uso de sonômetros na indústria automotiva
A estrutura e princípio de funcionamento do medidor de nível de som
O medidor de nível de som é um instrumento que pode medir o nível de ruído de ruído industrial, ruído doméstico, ruído de trânsito, etc. de acordo com as características auditivas do ouvido humano. O nível de ruído refere-se ao nível de pressão sonora (dB) ou nível de sonoridade (phon) medido com um medidor de nível de som e corrigido para a audição. De acordo com a precisão do medidor de nível de som medindo 100{{10}}Hz de tom puro sob condições padrão, na década de 1960, o medidor de nível de som foi dividido em dois categorias no mundo, uma é chamada de medidor de nível de som de precisão e a outra é chamada de medidor de nível de som comum. Nosso país também adota esse método. Desde a década de 1970, alguns países introduziram um método de quatro categorias, que é dividido em Tipo 0, Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3. Suas precisões são ±0,4dB, ±0,7dB, ±1,0dB e ±1,5dB, respectivamente. De acordo com as diferentes fontes de energia usadas pelo medidor de nível de som, ele também pode ser dividido em medidor de nível de som tipo AC e tipo DC com baterias secas, e o último também pode ser portátil. Portátil tem as vantagens de tamanho pequeno, peso leve e uso conveniente no local.
Geralmente é composto por microfone, amplificador, atenuador, rede de ponderação, detector, medidor indicador e fonte de alimentação.
(1) Microfone
É um aparelho que converte um sinal de pressão sonora em sinal de tensão, também conhecido como microfone, e é um excelente sensor. Microfones comuns são cristal, eletreto, bobina móvel e condensador.
O sensor de bobina móvel consiste em um diafragma vibratório, uma bobina móvel, um ímã e um transformador. O diafragma vibratório começa a vibrar após ser submetido à pressão das ondas sonoras e aciona a bobina móvel instalada com ele para vibrar no campo magnético para gerar uma corrente induzida. A corrente varia de acordo com a magnitude da pressão acústica no diafragma vibratório. Quanto maior a pressão sonora, maior a corrente gerada; quanto menor a pressão sonora, menor a corrente gerada.
Os sensores capacitivos são compostos principalmente por diafragmas de metal e eletrodos de metal que estão próximos, o que é essencialmente um capacitor de placa plana. O diafragma de metal e os eletrodos de metal constituem as duas placas do capacitor plano. Quando o diafragma é submetido à pressão sonora, o diafragma se deforma, a distância entre as duas placas muda e a capacitância também muda, gerando assim uma tensão alternada cuja forma de onda está dentro da faixa linear do microfone e do nível de pressão sonora formando uma relação realiza a função de converter o sinal de pressão sonora em um sinal de tensão.
O microfone condensador é um microfone ideal na medição acústica. Tem as vantagens de grande faixa dinâmica, resposta de frequência plana, alta sensibilidade e boa estabilidade no ambiente de medição geral, por isso é amplamente utilizado. Como a impedância de saída do sensor capacitivo é muito alta, é necessário realizar a transformação de impedância através do pré-amplificador. O pré-amplificador é instalado dentro do medidor de nível de som próximo à parte onde o sensor capacitivo está instalado.
(2) Amplificador e atenuador
Atualmente, muitos amplificadores nacionais e importados populares usam amplificadores de dois estágios no circuito de amplificação, ou seja, o amplificador de entrada e o amplificador de saída, cuja função é amplificar o sinal elétrico fraco. O atenuador de entrada e o atenuador de saída são usados para alterar a atenuação do sinal de entrada e a atenuação do sinal de saída, de modo que o ponteiro do cabeçote aponte para a posição apropriada e a atenuação de cada marcha seja 1{{2 }} decibéis. A faixa de ajuste do atenuador usado pelo amplificador de entrada é a medição inferior (como 0~70 dB), e a faixa de ajuste do atenuador usado pelo amplificador de saída é a medição (70~120 dB). Os mostradores dos atenuadores de entrada e saída geralmente são feitos em cores diferentes e, atualmente, preto e transparente costumam ser emparelhados. Como os altos e baixos de muitos medidores de nível sonoro são limitados em 70 decibéis, é necessário evitar que o limite seja ultrapassado ao girar, para não danificar o aparelho.
(3) Rede de ponderação
Para simular as diferentes sensibilidades da audição humana em diferentes frequências, existe um embutido que pode simular as características auditivas do ouvido humano e corrigir o sinal elétrico para uma rede semelhante à da audição. Essa rede é chamada de rede de ponderação. O nível de pressão sonora medido através da rede de ponderação não é mais o nível de pressão sonora da grandeza física objetiva (denominado nível de pressão sonora linear), mas o nível de pressão sonora corrigido pelo sentido da audição, denominado nível sonoro ponderado ou nível de ruído.
Existem geralmente três tipos de redes de ponderação: A, B e C. O nível de som ponderado A é para simular as características de frequência do ouvido humano para ruído de baixa intensidade abaixo de 55 decibéis; o nível de som ponderado B é para simular as características de frequência do ruído de intensidade moderada entre 55 e 85 decibéis; o nível de som ponderado C é para simular as características de frequência da característica de ruído de alta intensidade. A diferença entre os três é o grau de atenuação dos componentes de baixa frequência do ruído. A atenua mais, seguido por B, e C menos. O nível de som ponderado A é a medida de ruído mais utilizada no mundo porque sua curva característica é próxima das características auditivas do ouvido humano. B e C foram gradualmente usados.
As leituras do nível de ruído tiradas dos medidores de nível de som devem indicar as condições de medição.
(4) Geofone e cabeçote indicador
Para exibir o sinal amplificado através do cabeçote do medidor, também é necessário um detector para converter o sinal de tensão que muda rapidamente em um sinal de tensão CC que muda mais lentamente. A magnitude desta tensão DC é proporcional à magnitude do sinal de entrada. De acordo com as necessidades de medição, o detector pode ser dividido em detector de pico, detector médio e detector preto RMS. O detector de pico pode fornecer o valor máximo em um determinado intervalo de tempo, e o detector de média pode medir o valor médio máximo em um determinado intervalo de tempo. Detectores de raiz quadrada são usados na maioria das medições, exceto para sons impulsivos, como tiros, que requerem medições de pico.
