Aký je princíp zvukomeru?
Zvukomer je základným prístrojom na meranie hluku. Je to elektronický prístroj, ale líši sa od objektívnych elektronických prístrojov, ako sú voltmetre.
Pri premene akustických signálov na elektrické signály možno simulovať časové charakteristiky rýchlosti odozvy ľudského ucha na zvukové vlny;
Existujú frekvenčné charakteristiky s rôznou citlivosťou na vysoké a nízke frekvencie a charakteristiky intenzity, ktoré menia frekvenčné charakteristiky pri rôznych hlasitostiach. Zvukomer je preto subjektívny elektronický nástroj.
Princíp činnosti zvukomeru je:
Mikrofón konvertuje zvuk na elektrický signál a potom predzosilňovač zmení impedanciu tak, aby zodpovedala mikrofónu a atenuátoru. Zosilňovač pridáva výstupný signál do vážiacej siete a vykonáva frekvenčné váženie signálu (alebo externého filtra);
Potom sa signál zosilní na určitú amplitúdu cez atenuátor a zosilňovač a potom sa odošle do detektora efektívnej hodnoty (alebo externého záznamníka úrovne) a hodnota hladiny hluku sa zobrazí na indikátore.
1) Mikrofón je zariadenie, ktoré premieňa signály akustického tlaku na napäťové signály. Hovorí sa mu aj mikrofón. Je to snímač zvukomeru. Bežné mikrofóny zahŕňajú kryštál, elektret, pohyblivú cievku a kondenzátor.
Dynamický mikrofón sa skladá z vibračnej membrány, pohyblivej cievky, permanentného magnetu a transformátora.
Vibračná membrána začne vibrovať po vystavení tlaku zvukových vĺn a poháňa pohyblivú cievku, ktorá je s ňou nainštalovaná, aby vibrovala v magnetickom poli a generovala indukovaný prúd.
Tento prúd sa mení podľa veľkosti tlaku zvukovej vlny, ktorému je vystavená vibrujúca membrána. Čím väčší je akustický tlak, tým väčší je generovaný prúd; čím nižší je akustický tlak, tým menší je generovaný prúd.
Kondenzátorový mikrofón sa skladá hlavne z kovovej membrány a tesne umiestnených kovových elektród. Ide v podstate o doskový kondenzátor.
Kovová membrána a kovová elektróda tvoria dve dosky plochého kondenzátora. Keď je membrána ovplyvnená akustickým tlakom, membrána sa deformuje, čo spôsobí zmenu vzdialenosti medzi dvoma doskami;
V dôsledku toho sa mení kapacita a mení sa aj napätie v obvode merania bitov, čím sa realizuje funkcia premeny signálu akustického tlaku na napäťový signál.
Kondenzátorový mikrofón je ideálny mikrofón pri akustickom meraní. Má výhody veľkého dynamického rozsahu, plochej frekvenčnej odozvy, vysokej citlivosti a dobrej stability vo všeobecných prostrediach merania, takže je široko používaný.
Pretože výstupná impedancia kondenzátorového mikrofónu je veľmi vysoká, prevod impedancie je potrebné vykonať cez predzosilňovač. Predzosilňovač je inštalovaný vo vnútri zvukomera blízko miesta, kde je nainštalovaný kondenzátorový mikrofón.
2) Zosilňovač
Vo všeobecnosti sa používajú dvojstupňové zosilňovače, a to vstupný zosilňovač a výstupný zosilňovač, ktorých funkciou je zosilniť slabé elektrické signály.
Vstupný atenuátor a výstupný atenuátor slúžia na zmenu útlmu vstupného signálu a útlmu výstupného signálu tak, aby ukazovateľ merača smeroval do príslušnej polohy.
Rozsah nastavenia zoslabovača použitého vo vstupnom zosilňovači predstavuje spodnú hranicu merania a rozsah nastavenia zoslabovača použitého vo výstupnom zosilňovači predstavuje hornú hranicu merania.
Mnoho meračov hladiny zvuku má hranicu 70 dB pre vysoké a nízke úrovne.
3) Vážená sieť
Aby bolo možné simulovať rôznu citlivosť ľudského sluchu na rôznych frekvenciách, je zvukomer vybavený sieťou, ktorá dokáže simulovať sluchové charakteristiky ľudského ucha a modifikovať elektrický signál na približnú hodnotu sluchového zmyslu. Táto sieť sa nazýva vážiaca sieť.
Hladina akustického tlaku meraná prostredníctvom váhovej siete už nie je hladinou akustického tlaku objektívnej fyzikálnej veličiny (nazývanej lineárna hladina akustického tlaku), ale hladinou akustického tlaku modifikovanou sluchom, nazývanou vážená hladina zvuku alebo hladina hluku.
