La struttura del fonometro
Il fonometro è lo strumento di misurazione del rumore più elementare. È uno strumento elettronico, ma è diverso dagli strumenti elettronici oggettivi come i voltmetri. Quando converte un segnale acustico in un segnale elettrico, può simulare le caratteristiche temporali della velocità di risposta dell'orecchio umano alle onde sonore; le caratteristiche di frequenza delle diverse sensibilità alle frequenze alte e basse e le caratteristiche di intensità del cambiamento delle caratteristiche di frequenza a diversi livelli di volume. Il fonometro è uno strumento elettronico soggettivo
La struttura del fonometro
E' composto da microfono, amplificatore, attenuatore, rete di pesatura, rivelatore, misuratore indicatore e 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 ottimo 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 dell'onda sonora e spinge la bobina mobile installata con esso a vibrare nel campo magnetico per generare una corrente indotta. La corrente varia in funzione dell'entità della pressione acustica sulla membrana 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 è essenzialmente un condensatore piatto. 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, la distanza tra le due piastre cambia e cambia anche la capacità, generando così una tensione alternata la cui forma d'onda è compresa nell'intervallo lineare del microfono e del livello di pressione sonora Formando un rapporto realizza 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, alta 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 effettuare la trasformazione dell'impedenza attraverso il preamplificatore. Il preamplificatore è installato all'interno del fonometro in prossimità della parte dove è installato il sensore capacitivo.
2. Amplificatore e attenuatore
Molti amplificatori domestici 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, e la loro 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 testina del misuratore indichi la posizione appropriata e l'attenuazione di ciascun ingranaggio sia 1{{2 }} decibel. L'intervallo di regolazione dell'attenuatore utilizzato dall'amplificatore di ingresso è l'estremità inferiore della misurazione (come 0~70 dB) e l'intervallo di regolazione dell'attenuatore utilizzato dall'amplificatore di uscita è l'estremità superiore della misurazione (70~120 dB). I quadranti degli attenuatori di ingresso e 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 a 70 decibel, è necessario evitare che il limite venga superato durante la rotazione, per non danneggiare il dispositivo.
3. Rete di ponderazione
Per simulare le diverse sensibilità dell'udito umano a frequenze diverse, ne è integrato uno in grado di simulare le caratteristiche uditive dell'orecchio umano e correggere il segnale elettrico a una rete simile all'udito. Questa rete è chiamata rete di ponderazione. Il livello di pressione sonora misurato attraverso la rete di ponderazione 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, detto 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 a simulare le caratteristiche di frequenza dell'orecchio umano al rumore a bassa intensità inferiore a 55 decibel; il livello sonoro ponderato B deve simulare le caratteristiche di frequenza di 55-85 decibel di rumore di intensità moderata; il livello sonoro ponderato C serve a simulare le caratteristiche di frequenza della caratteristica 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 rilevate dai fonometri devono indicare le condizioni di misurazione.
4. Geofono e testina indicatore
Per visualizzare il segnale amplificato attraverso il misuratore, è anche necessario un rilevatore per convertire il segnale di tensione che cambia rapidamente in un segnale di tensione CC che cambia più lentamente. L'ampiezza di questa tensione CC è proporzionale all'ampiezza del segnale di ingresso. In base alle esigenze di misurazione, il rivelatore può essere suddiviso in rivelatore di picco, rivelatore medio e rivelatore RMS nero. Il rilevatore di picco può fornire il valore massimo di un certo intervallo di tempo e il rilevatore di media può misurare il suo valore medio assoluto in un certo intervallo di tempo. I rilevatori radice quadrata vengono utilizzati nella maggior parte delle misurazioni, ad eccezione dei suoni impulsivi come gli spari, che richiedono misurazioni di picco.
Il rilevatore del valore quadratico medio può elevare al quadrato, mediare e radice quadrata il segnale CA per ottenere il valore quadratico medio della tensione e infine inviare il segnale della tensione quadratica media alla testina dell'indicatore. La testina indicatrice è un contatore elettrico, purché la sua scala sia calibrata, il valore in decibel del livello di rumore può essere letto direttamente dalla testina. . Il tempo medio della marcia "veloce" è 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 in regime stazionario o si ha la necessità di registrare il processo di variazione del livello sonoro, è più appropriato utilizzare la marcia "veloce"; quando la fluttuazione del rumore misurato è relativamente ampia, è più appropriato utilizzare la marcia "lenta".
