Nozioni di base sul fonometro
Il movimento irregolare intrinseco e la reciproca repulsione delle molecole d'aria creano una forza statica, chiamata pressione atmosferica. Il suono è la vibrazione delle molecole d'aria e le molecole d'aria vibranti generano una pressione aggiuntiva sulla sezione trasversale che attraversano, chiamata pressione sonora. La pressione sonora è molto inferiore alla pressione atmosferica. Generalmente, il livello di pressione sonora viene utilizzato per descrivere la dimensione del suono. Cioè, una pressione sonora molto piccola p0=2 x 10-5 Pa viene utilizzata come pressione sonora di riferimento. Il valore ottenuto moltiplicando il rapporto tra la pressione sonora misurata p e la pressione sonora di riferimento p0 per 20 è chiamato livello di pressione sonora e l'unità è decibel (db). Il decibel (dB) prende il nome dall'inventore americano del telefono Bell, poiché l'unità del decibel è troppo grande e viene utilizzata per rappresentare 1/10 di un decibel. Il calcolo dei decibel non è una proporzione lineare, ma una proporzione logaritmica. Quando si utilizzano i decibel per descrivere il suono, è necessario indicare contemporaneamente anche la frequenza.
Principio e composizione del fonometro
Un fonometro è uno strumento fondamentale nella misurazione del rumore, tipicamente costituito da un microfono, un preamplificatore, un attenuatore, un amplificatore, una rete di ponderazione della frequenza e una testina indicatrice del valore efficace.
Il principio di funzionamento di un fonometro è che il suono viene convertito in un segnale elettrico da un microfono, quindi l'impedenza viene trasformata da un preamplificatore per abbinare il microfono con un attenuatore. L'amplificatore aggiunge il segnale di uscita alla rete di ponderazione, esegue la ponderazione in frequenza sul segnale (o un filtro esterno), quindi amplifica il segnale ad una certa ampiezza attraverso un attenuatore e un amplificatore e lo invia al rilevatore del valore effettivo (o un registratore di livello esterno). Il valore del livello di rumore viene visualizzato sulla testa dell'indicatore.
Un microfono è un dispositivo che converte i segnali di pressione sonora in segnali di tensione, noto anche come microfono. È il sensore di un fonometro. Esistono diversi tipi comuni di microfoni, tra cui il tipo a cristallo, il tipo a elettrete, il tipo a bobina mobile e il tipo capacitivo.
1.1 Un microfono a bobina dinamica è costituito da un diaframma vibrante, una bobina mobile, un magnete e un trasformatore. Dopo essere stato sottoposto a pressione acustica, il diaframma vibrante inizia a vibrare e fa vibrare la bobina mobile con esso installata nel campo magnetico per generare corrente indotta. La corrente varia in base all'entità della pressione acustica applicata al diaframma vibrante. Maggiore è la pressione sonora, maggiore è la corrente generata, mentre minore è la pressione sonora, minore è la corrente generata.
1.2 Il microfono capacitivo è composto principalmente da un diaframma metallico e da un elettrodo metallico situato molto vicino ad esso, essenzialmente un condensatore piatto. La pellicola metallica e l'elettrodo metallico formano le due armature di un condensatore piatto. Quando la pellicola è sottoposta a pressione sonora si deforma provocando una variazione della distanza tra le due piastre e quindi alterando la capacità. Cambia anche la tensione nel circuito di misurazione della posizione, ottenendo la funzione di convertire i segnali di pressione sonora in segnali di tensione. I microfoni capacitivi sono microfoni ideali nelle misurazioni acustiche, con vantaggi come ampia gamma dinamica, risposta in frequenza piatta, alta sensibilità e buona stabilità in ambienti di misurazione generali, che li rendono ampiamente utilizzati. A causa dell'elevata impedenza di uscita del microfono a condensatore, è necessaria la trasformazione dell'impedenza tramite un preamplificatore, installato all'interno del fonometro vicino alla posizione in cui è installato il microfono a condensatore.
