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　　1.4 噪聲和振動(dòng)的測(cè)量分析

　　復(fù)習(xí)要求：

　　1、熟悉噪聲及振動(dòng)測(cè)量的基本要求、方法、儀器，以及背景噪聲的修正方法。

　　2、掌握聲級(jí)計(jì)、頻帶濾波器和環(huán)境振級(jí)計(jì)的使用。

　　噪聲與振動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)是噪聲和振動(dòng)的測(cè)量，只有通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噪聲和振動(dòng)的科學(xué)測(cè)量，才能了解各種噪聲與振動(dòng)源的屬性和危害程度，為采取有效控制措施提供依據(jù)。根據(jù)工程技術(shù)的需要和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有針對(duì)性介紹幾種常用的噪聲和振動(dòng)測(cè)量方法。

　　一、基本測(cè)量?jī)x器

　　1、聲級(jí)計(jì)

　　聲級(jí)計(jì)是噪聲測(cè)量中常用的基本聲學(xué)測(cè)量?jī)x器。適用于室內(nèi)噪聲、環(huán)境噪聲、機(jī)器噪聲、建筑噪聲等各類(lèi)噪聲的測(cè)量。

　　(1)聲級(jí)計(jì)的分類(lèi)

　　按用途分類(lèi)：

　　一類(lèi)是用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲(精密聲級(jí)計(jì)和一般聲級(jí)計(jì));

　　另一類(lèi)用于測(cè)量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲(積分聲級(jí)計(jì)和脈沖聲級(jí)計(jì))。

　　按體積大小分類(lèi)：

　　臺(tái)式聲級(jí)計(jì)、便攜式聲級(jí)計(jì)和袖珍聲級(jí)計(jì)。

　　按精度分四類(lèi)：(依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC615和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3785)

　　四種類(lèi)型聲級(jí)計(jì)的性能指標(biāo)具有同樣的中心值，但容許誤差有所不同。

　　類(lèi) 型精密級(jí)普通級(jí)

　　0ⅠⅡⅢ

　　誤 差(IEC)

　　(GB)

　　用 途實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)儀器實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量噪聲監(jiān)測(cè)、普查

　　(2)聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理

　　聲級(jí)計(jì)一般由傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器及指示器組成，見(jiàn)下圖

　　①傳聲器:將聲信號(hào)(聲壓)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)(電壓)的換能元件。有晶體傳聲器、電動(dòng)式傳聲器和駐極體傳聲器等。電容式傳聲器具有動(dòng)態(tài)范圍寬、頻率響應(yīng)平直、靈敏度變化小、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，多用于精密聲級(jí)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)中。

　　②放大器：將比較弱的電信號(hào)放大。聲級(jí)計(jì)上所使用的放大器，要求具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗，有合理的動(dòng)態(tài)范圍、較小的線性失真和滿足需要的頻率范圍。包括輸入放大器和輸出放大器。

　　③衰減器：聲級(jí)計(jì)的量程范圍一般為25～130dB，檢波器和模擬式指示器沒(méi)有這么寬的量程范圍，通常使用衰減器將強(qiáng)信號(hào)做衰減，以避免放大器過(guò)載。衰減器分為輸入衰減器和輸出衰減器。為了提高信噪比，輸入衰減器位于輸入放大器之前，輸出衰減器接在輸入放大器和輸出放大器之間。為了提高信噪比，一般測(cè)量時(shí)應(yīng)將輸出衰減器調(diào)至最大衰減檔，在輸入放大器不過(guò)載的前提下，而將輸入衰減器調(diào)至最小衰減檔，使輸入信號(hào)與輸入放大器的電噪聲有盡可能大的差值。

　　④計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)：按IEC的規(guī)定，選取接近人耳對(duì)聲音頻率響應(yīng)的幾條曲線，設(shè)計(jì)了A、B、C、D四種標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)頻響曲線大約相當(dāng)于40phon等響曲線的倒置曲線，從而使電信號(hào)的中、低頻段又較大的衰減，高頻段也又一定程度的衰減。B計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)約相當(dāng)于70phon等響曲線的倒置曲線，使電信號(hào)以低頻段為主做了一定的衰減。C計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于100phon等響曲線的倒置曲線，在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)，與人耳對(duì)高頻聲的響應(yīng)近似相當(dāng)。由A、B、C、D計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的讀數(shù)稱(chēng)為聲級(jí)，聲級(jí)是經(jīng)過(guò)頻率計(jì)權(quán)之后的聲壓級(jí)，注意與聲壓級(jí)相區(qū)別。

　　A計(jì)權(quán)的頻率響應(yīng)與人耳對(duì)寬范圍頻率聲音的靈敏度相適應(yīng)，因此在實(shí)際測(cè)量中應(yīng)用最普遍。D計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)常用于測(cè)量航空噪聲。

　　(3)聲級(jí)計(jì)的使用方法

　　①聲級(jí)計(jì)的校準(zhǔn)：通常使用活塞發(fā)聲器、聲級(jí)校準(zhǔn)器或其他聲級(jí)校準(zhǔn)器進(jìn)行聲學(xué)校準(zhǔn)。

　　②聲級(jí)計(jì)的讀數(shù)：聲級(jí)計(jì)讀數(shù)直接給出聲壓級(jí)，測(cè)量范圍約為20～130dB。聲級(jí)計(jì)的指示電表有“快檔”和“慢檔”兩種響應(yīng)速度。一般測(cè)量時(shí)使用“快檔”，“慢檔”指示是在表針起伏大于 dB。而小于 dB時(shí)用來(lái)讀出平均值。

　　(4)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因

　　①背景噪聲的影響;②反射聲的影響;③環(huán)境的影響;④傳聲器的指向性

　　2、濾波器

　　濾波器是將聲信號(hào)的聲能按頻率予以分離而進(jìn)行分析測(cè)試的儀器。

　　3、環(huán)境振動(dòng)計(jì)

　　振動(dòng)計(jì)又稱(chēng)測(cè)振儀，是測(cè)量振動(dòng)的基本儀器。環(huán)境振動(dòng)計(jì)是專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量環(huán)境振動(dòng)的裝置，其結(jié)構(gòu)和原理與測(cè)振儀相同，在計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)方面有所不同。

　　(1)環(huán)境振動(dòng)計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理

　　①傳感器(拾振器);②放大器和衰減器;③頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò);④頻率限止電路;⑤檢波器;⑥指示器;⑦其他部件

　　(2)環(huán)境振動(dòng)計(jì)的使用

　　①儀器的校準(zhǔn);②傳感器的放置和頻率計(jì)權(quán)選擇;③背景值修正