Äänitasomittarien rakenne ja toimintaperiaate
Se koostuu yleensä mikrofonista, vahvistimesta, vaimentimesta, painotusverkosta, ilmaisimesta, osoitinpäästä ja virtalähteestä.
(1) Mikrofoni on laite, joka muuntaa äänenpainesignaalit jännitesignaaleiksi ja joka tunnetaan myös mikrofonina tai anturina. Yleisiä mikrofonityyppejä ovat kristalli-, elektreetti-, liikkuva kela ja kapasitiivinen mikrofoni.
Dynaaminen kela-anturi koostuu värähtelevästä kalvosta, liikkuvasta kelasta, magneetista ja muuntajasta. Kun värähtelevä kalvo on altistettu akustiselle paineelle, se alkaa värähdellä ja ajaa sen mukana asennetun liikkuvan kelan värähtelemään magneettikentässä, jolloin syntyy indusoitunutta virtaa. Virta vaihtelee tärisevään kalvoon vaikuttavan akustisen paineen suuruuden mukaan. Mitä korkeampi äänenpaine, sitä suurempi on tuotettu virta; Mitä pienempi äänenpaine, sitä pienempi on syntyvä virta.
Kapasitiiviset anturit koostuvat pääasiassa metallikalvoista ja lähellä olevista metallielektrodeista, olennaisesti litteästä kondensaattorista. Metallikalvo ja metallielektrodi muodostavat litteän kondensaattorin kaksi levyä. Kun kalvo altistuu äänenpaineelle, se deformoituu aiheuttaen muutoksen kahden levyn välisessä etäisyydessä ja muutoksen kapasitanssissa, mikä johtaa vaihtojännitteeseen, jonka aaltomuoto on verrannollinen äänenpainetasoon mikrofonin lineaarisella alueella, jolloin äänenpainesignaalit muunnetaan sähköisiksi painesignaaleiksi.
Kapasitiiviset mikrofonit ovat ihanteellisia mikrofoneja akustisiin mittauksiin, ja niiden etuja ovat suuri dynaaminen alue, tasainen taajuusvaste, korkea herkkyys ja hyvä vakaus yleisissä mittausympäristöissä, minkä vuoksi niitä käytetään laajasti. Kapasitiivisten antureiden korkean lähtöimpedanssin vuoksi tarvitaan impedanssimuunnos esivahvistimen kautta, joka asennetaan äänitasomittarin sisään lähelle kapasitiivisen anturin asennuspaikkaa.
(2) Monet suositut kotimaiset ja maahan tuodut vahvistimet ja vaimentimet käyttävät tällä hetkellä kaksi-asteista vahvistinta vahvistuspiireissä, nimittäin tulovahvistimia ja lähtövahvistimia, jotka vahvistavat heikkoja sähköisiä signaaleja. Tulo- ja lähtövaimentimella muutetaan tulosignaalin vaimennusta ja lähtösignaalin vaimennusta siten, että mittarin pään osoitin osoittaa oikeaan asentoon ja kunkin vaihteen vaimennus on 10 desibeliä. Tulovahvistimessa käytettävän vaimentimen säätöalue on alapään mittaamiseen (esim. 0-70 desibeliä) ja lähtövahvistimessa käytettävän vaimentimen säätöalue on mittaukseen * * (70-120 desibeliä). Tulo- ja lähtövaimentimien valitsimet ovat usein erivärisiä, ja tällä hetkellä musta ja läpinäkyvä on usein yhdistetty toisiinsa. Koska monien äänitasomittareiden ylä- ja alaraja on 70 desibeliä, on tärkeää estää rajan ylittäminen pyörimisen aikana, jotta laite ei vahingoitu.
(3) Painotettu verkko on suunniteltu simuloimaan ihmisen kuuloaistin herkkyyttä eri taajuuksilla. Se sisältää verkon, joka voi jäljitellä ihmiskorvan kuulo-ominaisuuksia ja muokata sähköisiä signaaleja kuuloaistin likimääräiseksi. Tämän tyyppistä verkkoa kutsutaan painotetuksi verkoksi. Painotetun verkon kautta mitattu äänenpainetaso ei ole enää objektiivinen äänenpainetason fyysinen suure (kutsutaan lineaarista äänenpainetasoa), vaan äänenpainetaso, joka on korjattu kuulohavainnolla, jota kutsutaan painotetuksi äänitasoksi tai melutasoksi.
Painotettuja verkkoja on yleensä kolmea tyyppiä: A, B ja C. A-painotettu äänitaso simuloi matalan-intensiteetin, alle 55 desibelin kohinan taajuusominaisuuksia ihmiskorville. B-painotettu äänitaso simuloi kohtalaisen voimakkaan kohinan taajuusominaisuuksia, jotka vaihtelevat välillä 55-85 desibeliä; C-painotettu äänitaso on korkean-intensiteetin melun simulointiominaisuus. Ero näiden kolmen välillä on matalataajuisten{10}}kohinakomponenttien vaimennusasteessa, jolloin A vaimenee enemmän, jota seuraa B ja C vähemmän. A-painotettua äänitasoa käytetään laajalti melun mittaamisessa maailmanlaajuisesti, koska sen ominaiskäyrä on lähellä ihmiskorvan kuulo-ominaisuuksia, kun taas B- ja C-äänitaso poistetaan vähitellen käytöstä.
