La composizione e la funzione del fonometro
Un fonometro è generalmente costituito da un microfono, un amplificatore, un attenuatore, una rete di ponderazione, un rilevatore, un indicatore e un alimentatore.
(1) Microfono È un dispositivo che converte un segnale di pressione sonora in un segnale di tensione, noto anche come microfono, ed è un sensore. I microfoni comuni sono a cristallo, a elettrete, a bobina mobile e a condensatore. Il sensore a bobina mobile è costituito da un diaframma vibrante, una bobina mobile, un magnete permanente e un trasformatore. Il diaframma vibrante inizia a vibrare dopo essere stato sottoposto alla pressione delle onde sonore e fa vibrare la bobina mobile installata con esso nel campo magnetico per generare una corrente indotta. La corrente varia a seconda dell'entità della pressione acustica sul diaframma vibrante. Maggiore è la pressione sonora, maggiore è la corrente generata; minore è la pressione sonora, minore è la corrente generata
I sensori capacitivi sono composti principalmente da diaframmi metallici ed elettrodi metallici vicini tra loro, che sono essenzialmente un condensatore a piastra piatta. Il diaframma metallico e gli elettrodi metallici costituiscono le due armature del condensatore piatto. Quando il diaframma è sottoposto a pressione sonora, il diaframma si deforma, cambia la distanza tra le due piastre e cambia anche la capacità, generando così una tensione alternata la cui forma d'onda è proporzionale al livello di pressione sonora all'interno dell'intervallo lineare del microfono, realizzando la funzione di convertire il segnale di pressione sonora in un segnale di tensione.
Il microfono a condensatore è un microfono ideale nella misurazione acustica. Presenta i vantaggi di un'ampia gamma dinamica, risposta in frequenza piatta, elevata sensibilità e buona stabilità nell'ambiente di misurazione generale, quindi è ampiamente utilizzato. Poiché l'impedenza di uscita del sensore capacitivo è molto elevata, è necessario eseguire la trasformazione dell'impedenza attraverso il preamplificatore. Il preamplificatore viene installato all'interno del fonometro in prossimità della parte dove è installato il sensore capacitivo.
(2) Amplificatori e attenuatori Molti amplificatori nazionali e importati attualmente popolari utilizzano amplificatori a due stadi nel circuito di amplificazione, vale a dire l'amplificatore di ingresso e l'amplificatore di uscita, la cui funzione è quella di amplificare i segnali elettrici deboli. L'attenuatore di ingresso e l'attenuatore di uscita vengono utilizzati per modificare l'attenuazione del segnale di ingresso e l'attenuazione del segnale di uscita, in modo che il puntatore della testa del misuratore punti nella posizione appropriata e l'attenuazione di ciascuna marcia sia 1{{3 }} decibel. L'intervallo di regolazione dell'attenuatore utilizzato dall'amplificatore di ingresso serve per misurare il limite inferiore (come 0~70 decibel) e l'intervallo di regolazione dell'attenuatore utilizzato dall'amplificatore di uscita serve per misurare il limite alto (70~120 decibel). I quadranti degli attenuatori di ingresso e di uscita sono spesso realizzati in colori diversi, e attualmente il nero e il trasparente sono spesso accoppiati. Poiché l'alto e il basso di molti fonometri sono limitati di 70 decibel, è necessario evitare che il limite venga superato durante la rotazione, per non danneggiare l'apparecchio.
(3) Rete di ponderazione Per simulare le diverse sensibilità dell'udito umano a diverse frequenze, ne esiste una integrata in grado di simulare le caratteristiche uditive dell'orecchio umano e correggere il segnale elettrico in una rete simile all'udito . Questa rete è chiamata rete di ponderazione. Il livello di pressione sonora misurato attraverso la rete di ponderazioni non è più il livello di pressione sonora della grandezza fisica oggettiva (detto livello di pressione sonora lineare), ma il livello di pressione sonora corretto dal senso dell'udito, chiamato livello sonoro ponderato o livello di rumore.
Esistono generalmente tre tipi di reti di ponderazione: A, B e C. Il livello sonoro ponderato A serve per simulare le caratteristiche di frequenza dell'orecchio umano rispetto al rumore a bassa intensità inferiore a 55 decibel; il livello sonoro ponderato B deve simulare le caratteristiche di frequenza del rumore di moderata intensità compresa tra 55 e 85 decibel; il livello sonoro ponderato C serve a simulare le caratteristiche del rumore ad alta intensità. La differenza tra i tre è il grado di attenuazione delle componenti a bassa frequenza del rumore. A attenua di più, seguito da B e C di meno. Il livello sonoro ponderato A è la misurazione del rumore più utilizzata al mondo perché la sua curva caratteristica è vicina alle caratteristiche uditive dell'orecchio umano e B e C vengono utilizzati gradualmente. Le letture del livello di rumore effettuate dai fonometri devono indicare le condizioni di misurazione.
(4) Geofono e misuratore indicatore Per visualizzare il segnale amplificato attraverso il misuratore, è necessario anche un geofono per convertire il segnale di tensione che cambia rapidamente in un segnale di tensione CC che cambia più lentamente. L'entità di questa tensione CC è proporzionale all'entità del segnale di ingresso. A seconda delle esigenze di misurazione, il rilevatore può essere suddiviso in rilevatore di picco, rilevatore di media e rilevatore RMS nero. Il rilevatore di picco può fornire il valore massimo di un determinato intervallo di tempo e il rilevatore di media può misurare il suo valore medio assoluto in un determinato intervallo di tempo. Nella maggior parte delle misurazioni vengono utilizzati rilevatori di radice quadrata, ad eccezione dei suoni impulsivi come gli spari, che richiedono misurazioni di picco. Il rilevatore del valore quadratico medio può effettuare il quadrato, la media e la radice quadrata del segnale CA per ottenere il valore quadratico medio della tensione e infine inviare il segnale della tensione quadratica media alla testa dell'indicatore. La testata del contatore indicatore è un contatore elettrico. Finché la scala è calibrata, il valore in decibel del livello di rumore può essere letto direttamente dalla testata del misuratore. Lo smorzamento della testa del fonometro ha generalmente due marce: "veloce" e "lento". Il tempo medio della marcia "veloce" è di 0.27s, che è molto vicino al tempo medio fisiologico dell'organo uditivo umano; il tempo medio della marcia “lenta” è di 1,05s. Quando si misura il rumore stazionario o è necessario registrare il processo di variazione del livello sonoro, è più appropriato utilizzare l'attrezzatura "veloce"; quando la fluttuazione del rumore misurato è relativamente ampia, è più appropriato utilizzare la marcia "lenta". Per soddisfare le esigenze del luogo di misurazione, il fonometro è generalmente dotato di un treppiede, in modo che possa essere fissato sul treppiede secondo necessità.
Generalmente sul pannello sono presenti alcuni jack. Se questi jack sono collegati a un filtro portatile a banda d'ottava, possono formare un semplice sistema di analisi dello spettro su piccola scala per l'uso in loco; se abbinati ad un registratore, il rumore in diretta può essere registrato sul nastro e memorizzato per successive ricerche più dettagliate;
