第12章噪声测量技术

《第12章噪声测量技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第12章噪声测量技术（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 学学 习习 内容内容1. 了解噪声测试的物理学基本知识及人对噪声的主观度量方法；2. 了解常用的噪声测量及分析仪器，重点掌握声级计的原理及使用方法；票拽蔬亮斑脑制胜石爪澈衬获都级免岭熊美龙晌琅王曳含曝仗苯驰想卯彪第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 1 1、噪声的定义、噪声的定义 噪声是声波的一种，具有声波的一切特性，不协噪声是声波的一种，具有声波的一切特性，不协调的声音称为噪声。调的声音称为噪声。声音可分为声音可分为：次声：次声：频率低于频率低于20Hz20Hz的声音；的声音；可听声：可听声：人耳可听到

2、的声音，频率为人耳可听到的声音，频率为20Hz20Hz到到20KHz20KHz；超声：超声：声波的频率高到超过人耳听觉范围的频率极限，声波的频率高到超过人耳听觉范围的频率极限，人们觉察不到的声波；人们觉察不到的声波；特超声：特超声：高于超声频率上限的超高频声波如高于超声频率上限的超高频声波如300MHz300MHz、500MHz500MHz、1000MHz1000MHz的声波。的声波。12.1 12.1 概述概述钮躺仲低让耍诅懊讨沾洱浅汉邮佳帧侍聘概穿驶场鼎上卜梆工挥卵多蹄订第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 2 2、声压、声强和声功率、声压、声

3、强和声功率 1 1）声压）声压 声压是指有声波时，媒质的压力对静声压是指有声波时，媒质的压力对静压（没有声波时媒质的压力）的变化量，通常以压（没有声波时媒质的压力）的变化量，通常以其均方根值来表示。其均方根值来表示。 声压记为声压记为P P，单位为牛，单位为牛/ /米米2 2（N/mN/m2 2）, ,即帕（即帕（PaPa）。）。 听阀声压：正常人双耳能听到的听阀声压：正常人双耳能听到的1000Hz1000Hz的纯音的的纯音的 声压为声压为2 21010-5-5PaPa； 基准声压基准声压 : 2 : 21010-5-5PaPa库狙哥毒吗鹏载贝膳咖铆诬罚镶甘钧逮忍双航炽颗门沈名笨缉枪斟匠痔场第

4、12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 2) 2) 声强声强 声场中某一点处的声强定义为一个与声场中某一点处的声强定义为一个与指定方向（声波由声源该点的传播方向）相垂直的指定方向（声波由声源该点的传播方向）相垂直的单位面积上、每单位时间内传过的声能单位面积上、每单位时间内传过的声能 。 以以I I表示，其单位为瓦表示，其单位为瓦/ /米米2 2（W/mW/m2 2） 听阈声压的声强为听阈声压的声强为1010-12-12W/mW/m2 2，以此值作为基准，以此值作为基准声强声强 。3 3）声功率）声功率 声功率是声源在单位时间内发射出的总声功率是声源在单

5、位时间内发射出的总能量，通常用能量，通常用W W表示，单位为瓦（表示，单位为瓦（W W）。取）。取1010-12-12W W作作为基准声功率。为基准声功率。米析种囊川诅兔惦盔父昆桑柯披熄节饶增儒喻滦阜踌淖怯校吼壬甄内痹韦第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 3 3、声级和分贝、声级和分贝 通常声压、声强和声功率以分贝表示通常声压、声强和声功率以分贝表示 ，分贝表示，分贝表示的量与选定的基准量有关。的量与选定的基准量有关。1 1）声压级（）声压级（L Lp p） p p0 0为基准声压（为基准声压（p p0 0=2=21010-5-5PaPa）。）。

6、2 2）声强级（）声强级（L LI I） I I0 0为基准声强（为基准声强（I I0 0=10=10-12-12W/mW/m2 2）。）。 团仿炼忿被硝哑载漾痉嚎借衔烛讣遇伪你券德警坐层怯养惟堆稳鄙躯壕伶第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 3 3）声功率级（）声功率级（L LW W） 式中，式中，W W0 0为基准声功率（为基准声功率（W W0 0=10=10-12-12W W）。）。4 4）分贝的加、减和平均）分贝的加、减和平均 分贝加法分贝加法 通常情况下，声源不是单一的，总是通常情况下，声源不是单一的，总是有多个声源同时存在的。声级的合成

7、用分贝加法有多个声源同时存在的。声级的合成用分贝加法来进行。来进行。各声源声波互不相干的情况下各声源声波互不相干的情况下: :荔缔哟邹孝蝇矫台由被烹头扩吮前触谈潜迄哨炸函奢尺托差话岗钓轨澎崔第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 L LIiIi为第为第i i个声源的声强级（个声源的声强级（dBdB）LWiLWi为第为第i i个声源的声功率级（个声源的声功率级（dBdB）。）。总的声压级总的声压级LptLpt声强级的求和声强级的求和 总声功率级的求和声功率级的求和燥困弦涅先剿咆情住搂春卧丙陛甜钞众轨耿页赚瘪宴吃继幸饯栖豺帮抿锅第12章噪声测量技术第12

8、章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 分贝减法 在某些情况下，需要从总的测量结果中减去被测声源以外的声音，如本底噪声的影响，以确定单独由被测声源产生的声级，这就要进行分贝相减的计算。 分贝的平均值 分贝平均值的求法由分贝求和法而来，即 n为测点数目；Lpi为第i点测得的声压级为测点数目为n点的平均声压级。讲闽疥琵蹈滁各碳游礁痹哮糙兔驻太荧能罕敢疹开兆喇跺症琵与空益北砖第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 故故一一般般声声级级计计中中，参参考考等等响响曲曲线线设设置置计计权权网网络络A A、B B、C C三三种种，对对人人耳耳敏敏

9、感感的的频频域域加加以以强强调调，对对人人耳耳不不敏敏感感的的频频域域加加以以衰衰减减，就就可可直直接接读读出出反反映映人人耳耳对对噪噪声声感感觉觉的的数数值值，使使主主客客观观量趋于一致。量趋于一致。 4、声级计的计权网络、A声级水水平平线线为为等等响响曲曲线线泣倡括便红嫉垛姿焚腹翅契镐光纪描呀劈媒艇谈玩枢赦悄攀皱膀坎逾芽侩第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 A A计权网络计权网络是效仿倍频等响曲线中的是效仿倍频等响曲线中的4040方曲线设方曲线设计的，较好地模仿了人耳对低频段（计的，较好地模仿了人耳对低频段（500500赫以下）赫以下）不敏感

10、，对不敏感，对1000-50001000-5000赫声敏感的特点。用赫声敏感的特点。用A A计权计权测量的声级叫做测量的声级叫做A A声级，记作分贝（声级，记作分贝（A A），或），或dBAdBA。 B B计权网络计权网络是效仿是效仿7070方等响曲线，低频有衰减方等响曲线，低频有衰减,C,C计权网络是效仿计权网络是效仿100100方等响曲线，在可听频率范围方等响曲线，在可听频率范围内，有近乎平直的特内，有近乎平直的特 点，让所有频率的声音近乎点，让所有频率的声音近乎均同通过，基本上不衰减，因此均同通过，基本上不衰减，因此C C计权网络代表总计权网络代表总声压级。声压级。 颊狂丁尊耶起诊褂吃殆

11、榨汐秽墙昆鼓寅阔缄抛枯琼动照致燃杆液喂仆玲庙第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 声级计的读数均为分贝值。显然，选用声级计的读数均为分贝值。显然，选用C C档计权网络档计权网络测量时，声压级未经任何修正（衰减），读数仍为声压级测量时，声压级未经任何修正（衰减），读数仍为声压级的分贝值。而的分贝值。而A A档和档和B B档的计权网络，对声压级已有修正，档的计权网络，对声压级已有修正，故它们的读数不应是声压级，但也不是响度级，其读数应故它们的读数不应是声压级，但也不是响度级，其读数应称声级的分贝值。上图所示为称声级的分贝值。上图所示为A A、B B、C

12、 C计权网络的衰减曲计权网络的衰减曲线线。圆座阔菇坝萍慢债微睛六肚朝兢甫垛堕札而碉淳会又嘘既倘缴奎弊雍未锄第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 12.2.1 传声器 传声器是将声信号转换成相应的电信号的一种声电换能器。 1、传声器的种类和结构 传声器按其变换原理，可分成电容式、压电式和电动式等类型，其中电容式传声器在噪声测试中的应用最为广泛。12.2 噪声测量仪器框碘阐猪已宅释囊阶天芥惧岿重斌馋箍饥连搪瘤彭霉荚材詹煤容钠辑芭淆第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 张紧的膜片与其靠得很 近的后极板组成一电

13、容器。 在声压的作用下膜片产生 与声波信号相对应的振动， 使膜片与不动的后极板之间的极距改变，导致 该电容器电容量的相应变化。因此，电容式传声器是一极距变化型的电容传感器。运用直流极化电路输出一交变电压，此输出电压的大小和波形由作用膜片上的声压所决定。1) 电容式传声器粒永沸车颐旧氛弓善倪拄聋剔膜凶溅嫡咎葵空汇棘圆蛮侗泌椰闭洒妊抓兰第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 压电式传声器主要由膜片和与其相联的压电晶体弯曲梁所组成在声压的作用下，膜片位移，同时压电晶体弯曲梁产生弯曲变形，由于压电材料的压电效应，使其两表面生产相应的电荷，得到一交变的电压输出

14、。2)压电式传声器苯价逢瓦胞靖平庇分虞充贰澎姨今欠迹弛语蚊李酋碗谆药记惰妇醇撑占桨第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 电动式传声器，又称动圈式传声器在膜片的中间附有一线圈（动圈），此线圈处于永久磁场的气隙中，在声压的作用下，线圈随膜片一起移动，使线圈切割磁力线而产生一相应的感应电动势。3)电动式传声器凯沼甘拭幸父导烘姓歉虐秤嘘秘吐镰萌嫩阉成龙擒批奉甭颇栓傻鼻躺乍商第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 2. 传声器的参数 1 1）灵敏度）灵敏度 S S = = 电量输出电量输出/ /机械量输入，习惯上常

15、把传声器的灵敏机械量输入，习惯上常把传声器的灵敏度级度级L LS S简称为简称为“灵敏度灵敏度”，灵敏度，灵敏度L LS S由下式确定：由下式确定： u u为传声器的输出电压（为传声器的输出电压（V V）；）；p p为作用在传声器上的有为作用在传声器上的有效声压（效声压（PaPa）；）；u u0 0、p p0 0为分别为基准电压和基准声压。为分别为基准电压和基准声压。 （常取（常取u u0 0/ /p p0 0=1V/Pa=1V/Pa）。）。 灵敏度又分声场灵敏度和声压灵敏度两种。声压灵敏度灵敏度又分声场灵敏度和声压灵敏度两种。声压灵敏度是输出电压与传声器放入声场后实际作用于膜片上的声压是输出

16、电压与传声器放入声场后实际作用于膜片上的声压之比；声场灵敏度是指输出电压与传声器放入声场前所在之比；声场灵敏度是指输出电压与传声器放入声场前所在位置的声压之比。位置的声压之比。畅毋屋用掳凶撬最揉颇夕寥辖巧瓦妹棘潘吠蹦麓杂害韶鲤押墓剩衫酝蔡伸第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 2 2）频率响应特性）频率响应特性 传声器的频率响应特性是指传声器灵敏传声器的频率响应特性是指传声器灵敏度对被测噪声的频率响应。传声器的理想频响特度对被测噪声的频率响应。传声器的理想频响特性是在性是在20Hz-20kHz20Hz-20kHz声频范围内保持恒定。声频范围内保持恒

17、定。 3 3）动态范围）动态范围 传声器的过载声压级与等效噪声声压级传声器的过载声压级与等效噪声声压级之间的范围称为动态范围。之间的范围称为动态范围。 4 4）指向性）指向性 传声器的响应随声波入射方向变化的特性称传声器的响应随声波入射方向变化的特性称为传声器的指向性。为传声器的指向性。耸核栽爽炔宰吊舵漱濒训姚卵序谱件篇翼媳笋躲煽僵隅恫熄羚痔瞥捌晚匹第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 5 5）非线性失真）非线性失真 当被测声压超出传声器正常使用当被测声压超出传声器正常使用的动态范围时，输出特性将呈非线性，产生非的动态范围时，输出特性将呈非线性，产

18、生非线性失真。线性失真。 6 6）输出阻抗）输出阻抗 传声器种类不同，其输出阻抗也传声器种类不同，其输出阻抗也不同，这就要求后接电路有相应的处理方式。不同，这就要求后接电路有相应的处理方式。如电容式传声器输出阻抗很高，应经阻抗变换如电容式传声器输出阻抗很高，应经阻抗变换或用高输入阻抗的前置放大电路来匹配；而电或用高输入阻抗的前置放大电路来匹配；而电动式传声器的输出阻抗较低，可直接与一般电动式传声器的输出阻抗较低，可直接与一般电压放大器连用压放大器连用 。吟挨绷障及铜圃堂搔四隙祁蹬官坊戳蒂寥仇祟菇魏梆樱萝吾闯狠境赞沉激第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量

19、技术 1、声级计的分类按用途分：按其精度可分为四种类型：按其精度可分为四种类型： 0 0型声级计作为实验室用标准声级计；型声级计作为实验室用标准声级计； 1 1型相当于精密声级计；型相当于精密声级计； 2 2型作为一般用途声级计；型作为一般用途声级计； 3 3型作为普级型声级计。型作为普级型声级计。12.2.2 12.2.2 声级计声级计积积分分声声级级计计一一般般声声级级计计脉脉冲冲声声级级计计噪噪声声暴暴露露计计蹦做唇浑掘滴禄屑玫涤氖根届濒榨王揍篙养园军脊碴法扣扼搁内鼎燃浩揖第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 2 2、声级计的工作原理、声级计

20、的工作原理 声级计主要由传声器、输入级、放大器、声级计主要由传声器、输入级、放大器、衰减器、计权网络，检波电路和电源等部分组成。衰减器、计权网络，检波电路和电源等部分组成。 声信号通过传声器转换成交变的电压信号，声信号通过传声器转换成交变的电压信号，经输入衰减器、输入放大器的适当处理进入计权经输入衰减器、输入放大器的适当处理进入计权网络，以模拟人耳对声音的响应，而后进入输出网络，以模拟人耳对声音的响应，而后进入输出衰减器和输出放大器，最后通过均方根值检波器衰减器和输出放大器，最后通过均方根值检波器检波输出一直流信号驱动指示表头，由此显示出检波输出一直流信号驱动指示表头，由此显示出声级的分贝值声

21、级的分贝值 。捣面舶琳畸酚贷诱甥镁羽舜岗秒架扎储搭簧岸焚枪驱貌阀始栽良苹潘溯哼第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 狈廓薛翰蘸岛喝鹊醇确舟闭穷湖又庞诀噶破浆衔杰腊爆士侥薄躺否模虾荒第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 3 3、声级计的使用、声级计的使用 声级计的校准：声级计的校准： 一般声级计自身能产生一个标准的一般声级计自身能产生一个标准的电信号用于校准放大器等电路的增益。在测电信号用于校准放大器等电路的增益。在测量前，对传声器或声级计整机进行校准，必量前，对传声器或声级计整机进行校准，必要时测量完成

22、后再校准一次。电容传声器常要时测量完成后再校准一次。电容传声器常用的校准器有用的校准器有活塞发声器、落球发声器活塞发声器、落球发声器等。等。如国产如国产NX6NX6型活塞发声器，其校准不确定在型活塞发声器，其校准不确定在0.2dB0.2dB以内。以内。 儿唤慕藩国淤望淆让族炽翘辛瓦仆哄详扣震蝗宅魁延协袭虚支剖撅茂蒲盆第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 声级计的指示表头一般有声级计的指示表头一般有“快快”、“慢慢”两档，根据两档，根据测试声压随时间波动的幅度大小来作相应选择。测试声压随时间波动的幅度大小来作相应选择。 输入级是一阻抗变换器，用来使高

23、内阻抗的电容传声输入级是一阻抗变换器，用来使高内阻抗的电容传声器与后级放大器匹配。要求输入级的输入电容小和输入电阻高。器与后级放大器匹配。要求输入级的输入电容小和输入电阻高。但当输入信号较大时，又需要对信号进行衰减，使电表指针得但当输入信号较大时，又需要对信号进行衰减，使电表指针得到适当的偏转。到适当的偏转。 为了插入滤波器和计权网络，故衰减器和放大器分成为了插入滤波器和计权网络，故衰减器和放大器分成两级两级，即，即输入衰减器、输入放大器和输出衰减器、输出放大器输入衰减器、输入放大器和输出衰减器、输出放大器等。等。 计权网络是模拟人耳对不同声音的反应而设计的滤波线计权网络是模拟人耳对不同声音的

24、反应而设计的滤波线路。路。 当计权网络开关放在当计权网络开关放在“线性线性”时，声级计是线性频率响时，声级计是线性频率响应，测得的是声压级。当放在应，测得的是声压级。当放在A A、B B或或C C位置时，计权网络插入在位置时，计权网络插入在输入放大器与输出放大器之间，测得相应的计数声级。输入放大器与输出放大器之间，测得相应的计数声级。 特粤富输窒挛磺等袭街拱牧戈碘揖窖符燥贯耘售烙贫蛾太管斟嫡匙凳碟演第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 LD824声级计CAL250CAL250校准器校准器标定信号标定信号吮喧潜遍痴邀钾苫刨尤饰武郭邯粳讶擒晦舔期长饲关

25、甸赋塞涩吹廓誊扎历第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 传声器的取向 ： 场型与压力型传声器在自由场中测量噪声时的取向。倘苦键七惫价辛幂形影捏咸魔观调水慑隧杆露生阅邢括权焉哺嘛慎抖往努第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术第第1212章章 噪声测量技术噪声测量技术 作 业1.1.常用的噪声测量仪器有哪些？各有何特点？常用的噪声测量仪器有哪些？各有何特点？2 2 在所考察的声源发生时，测得某点的声压级在所考察的声源发生时，测得某点的声压级为为93dB;93dB;而所考察的声源不发声时而所考察的声源不发声时, ,测得该点得测得该点得声压级为声压级为86dB.86dB.求声源在该点产生的声压级值求声源在该点产生的声压级值. .奉幢洽趴踏磊意赡左安属望涡朋跑孪鳞个香筛歉姻比疗灼兄凋唇朝扩棉烯第12章噪声测量技术第12章噪声测量技术