Základy zvukomeru
Nepravidelný pohyb a vzájomné odpudzovanie molekúl vzduchu vytvárajú statickú silu, ktorá sa nazýva atmosférický tlak. Zvuk je vibrácia molekúl vzduchu a vibrujúce molekuly vzduchu vytvárajú dodatočný tlak na prierez, ktorým prechádzajú, čo sa nazýva akustický tlak. Akustický tlak je oveľa menší ako atmosférický tlak. Vo všeobecnosti sa hladina akustického tlaku používa na opis veľkosti zvuku. To znamená, že ako referenčný akustický tlak sa používa veľmi malý akustický tlak p0=2 x 10-5 Pa. Hodnota získaná vynásobením pomeru nameraného akustického tlaku p k referenčnému akustickému tlaku p0 číslom 20 sa nazýva hladina akustického tlaku a jednotkou sú decibely (db). Decibel (dB) je pomenovaný po americkom vynálezcovi telefónu Bellovi, keďže jednotka decibelu je príliš veľká, používa sa na vyjadrenie 1/10 decibelu. Výpočet decibelov nie je lineárny pomer, ale logaritmický podiel. Pri použití decibelov na opis zvuku je potrebné súčasne uviesť frekvenciu.
Princíp a zloženie zvukomeru
Zvukomer je základným nástrojom na meranie hluku, zvyčajne pozostáva z mikrofónu, predzosilňovača, zoslabovača, zosilňovača, frekvenčnej váhovej siete a hlavice indikátora efektívnej hodnoty.
Princíp činnosti zvukomeru spočíva v tom, že zvuk je prevedený na elektrický signál pomocou mikrofónu a potom je impedancia transformovaná predzosilňovačom, aby sa mikrofón zhodoval s atenuátorom. Zosilňovač pridá výstupný signál do váhovej siete, vykoná frekvenčné váženie signálu (alebo externého filtra) a potom zosilní signál na určitú amplitúdu cez atenuátor a zosilňovač a odošle ho do detektora efektívnej hodnoty (alebo do externý záznamník úrovne). Hodnota hladiny hluku sa zobrazuje na hlavici indikátora.
Mikrofón je zariadenie, ktoré premieňa signály akustického tlaku na napäťové signály, známe tiež ako mikrofón. Je to snímač zvukomeru. Existuje niekoľko bežných typov mikrofónov, vrátane kryštálového typu, elektretového typu, typu pohyblivej cievky a kapacitného typu.
1.1 Mikrofón s dynamickou cievkou pozostáva z vibračnej membrány, pohyblivej cievky, magnetu a transformátora. Po vystavení akustickému tlaku začne vibračná membrána vibrovať a poháňa pohyblivú cievku, ktorá je s ňou nainštalovaná, aby vibrovala v magnetickom poli a generovala indukovaný prúd. Prúd sa mení podľa veľkosti akustického tlaku aplikovaného na vibračnú membránu. Čím vyšší je akustický tlak, tým väčší je generovaný prúd a čím nižší je akustický tlak, tým menší je generovaný prúd.
1.2 Kapacitný mikrofón sa skladá hlavne z kovovej membrány a kovovej elektródy umiestnenej veľmi blízko nej, v podstate plochého kondenzátora. Kovový film a kovová elektróda tvoria dve dosky plochého kondenzátora. Keď je fólia vystavená akustickému tlaku, deformuje sa, čo spôsobuje zmenu vzdialenosti medzi dvoma doskami a tým aj zmenu kapacity. Zmení sa aj napätie v obvode merania polohy, čím sa dosiahne funkcia premeny signálov akustického tlaku na napäťové signály. Kapacitné mikrofóny sú ideálne mikrofóny na akustické merania s výhodami, ako je veľký dynamický rozsah, plochá frekvenčná odozva, vysoká citlivosť a dobrá stabilita vo všeobecných prostrediach merania, vďaka čomu sú široko používané. Vzhľadom na vysokú výstupnú impedanciu kondenzátorového mikrofónu je potrebná transformácia impedancie prostredníctvom predzosilňovača, ktorý je inštalovaný vo vnútri zvukomera v blízkosti miesta, kde je inštalovaný kondenzátorový mikrofón.
