1.4 噪聲和振動的測量分析
復習要求：
1、熟悉噪聲及振動測量的基本要求、方法、儀器，以及背景噪聲的修正方法。
2、掌握聲級計、頻帶濾波器和環(huán)境振級計的使用。
噪聲與振動控制的首要環(huán)節(jié)是噪聲和振動的測量，只有通過對現(xiàn)場噪聲和振動的科學測量，才能了解各種噪聲與振動源的屬性和危害程度，為采取有效控制措施提供依據(jù)。根據(jù)工程技術的需要和現(xiàn)行國家標準，有針對性介紹幾種常用的噪聲和振動測量方法。
一、基本測量儀器
1、聲級計
聲級計是噪聲測量中常用的基本聲學測量儀器。適用于室內(nèi)噪聲、環(huán)境噪聲、機器噪聲、建筑噪聲等各類噪聲的測量。
(1)聲級計的分類
按用途分類：
一類是用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲(精密聲級計和一般聲級計);
另一類用于測量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲(積分聲級計和脈沖聲級計)。
按體積大小分類：
臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍聲級計。
按精度分四類：(依據(jù)國際電工委員會IEC615和國家標準GB3785)
四種類型聲級計的性能指標具有同樣的中心值，但容許誤差有所不同。
類 型精密級普通級
0ⅠⅡⅢ
誤 差(IEC)
(GB)
用 途實驗室標準儀器實驗室精密測量現(xiàn)場測量噪聲監(jiān)測、普查
(2)聲級計的結構和原理
聲級計一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權網(wǎng)絡、檢波器及指示器組成，見下圖
①傳聲器:將聲信號(聲壓)轉化為電信號(電壓)的換能元件。有晶體傳聲器、電動式傳聲器和駐極體傳聲器等。電容式傳聲器具有動態(tài)范圍寬、頻率響應平直、靈敏度變化小、長時間穩(wěn)定等優(yōu)點，多用于精密聲級計和標準聲級計中。
②放大器：將比較弱的電信號放大。聲級計上所使用的放大器，要求具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗，有合理的動態(tài)范圍、較小的線性失真和滿足需要的頻率范圍。包括輸入放大器和輸出放大器。
③衰減器：聲級計的量程范圍一般為25～130dB，檢波器和模擬式指示器沒有這么寬的量程范圍，通常使用衰減器將強信號做衰減，以避免放大器過載。衰減器分為輸入衰減器和輸出衰減器。為了提高信噪比，輸入衰減器位于輸入放大器之前，輸出衰減器接在輸入放大器和輸出放大器之間。為了提高信噪比，一般測量時應將輸出衰減器調至衰減檔，在輸入放大器不過載的前提下，而將輸入衰減器調至最小衰減檔，使輸入信號與輸入放大器的電噪聲有盡可能大的差值。
④計權網(wǎng)絡：按IEC的規(guī)定，選取接近人耳對聲音頻率響應的幾條曲線，設計了A、B、C、D四種標準的計權網(wǎng)絡。A計權網(wǎng)絡頻響曲線大約相當于40phon等響曲線的倒置曲線，從而使電信號的中、低頻段又較大的衰減，高頻段也又一定程度的衰減。B計權網(wǎng)絡約相當于70phon等響曲線的倒置曲線，使電信號以低頻段為主做了一定的衰減。C計權網(wǎng)絡相當于100phon等響曲線的倒置曲線，在整個聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應，與人耳對高頻聲的響應近似相當。由A、B、C、D計權網(wǎng)絡測得的讀數(shù)稱為聲級，聲級是經(jīng)過頻率計權之后的聲壓級，注意與聲壓級相區(qū)別。
A計權的頻率響應與人耳對寬范圍頻率聲音的靈敏度相適應，因此在實際測量中應用最普遍。D計權網(wǎng)絡常用于測量航空噪聲。
(3)聲級計的使用方法
①聲級計的校準：通常使用活塞發(fā)聲器、聲級校準器或其他聲級校準器進行聲學校準。
②聲級計的讀數(shù)：聲級計讀數(shù)直接給出聲壓級，測量范圍約為20～130dB。聲級計的指示電表有“快檔”和“慢檔”兩種響應速度。一般測量時使用“快檔”，“慢檔”指示是在表針起伏大于 dB。而小于 dB時用來讀出平均值。
(4)測量誤差產(chǎn)生的原因
①背景噪聲的影響;②反射聲的影響;③環(huán)境的影響;④傳聲器的指向性
2、濾波器
濾波器是將聲信號的聲能按頻率予以分離而進行分析測試的儀器。
復習要求：
1、熟悉噪聲及振動測量的基本要求、方法、儀器，以及背景噪聲的修正方法。
2、掌握聲級計、頻帶濾波器和環(huán)境振級計的使用。
噪聲與振動控制的首要環(huán)節(jié)是噪聲和振動的測量，只有通過對現(xiàn)場噪聲和振動的科學測量，才能了解各種噪聲與振動源的屬性和危害程度，為采取有效控制措施提供依據(jù)。根據(jù)工程技術的需要和現(xiàn)行國家標準，有針對性介紹幾種常用的噪聲和振動測量方法。
一、基本測量儀器
1、聲級計
聲級計是噪聲測量中常用的基本聲學測量儀器。適用于室內(nèi)噪聲、環(huán)境噪聲、機器噪聲、建筑噪聲等各類噪聲的測量。
(1)聲級計的分類
按用途分類：
一類是用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲(精密聲級計和一般聲級計);
另一類用于測量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲(積分聲級計和脈沖聲級計)。
按體積大小分類：
臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍聲級計。
按精度分四類：(依據(jù)國際電工委員會IEC615和國家標準GB3785)
四種類型聲級計的性能指標具有同樣的中心值，但容許誤差有所不同。
類 型精密級普通級
0ⅠⅡⅢ
誤 差(IEC)
(GB)
用 途實驗室標準儀器實驗室精密測量現(xiàn)場測量噪聲監(jiān)測、普查
(2)聲級計的結構和原理
聲級計一般由傳聲器、放大器、衰減器、計權網(wǎng)絡、檢波器及指示器組成，見下圖
①傳聲器:將聲信號(聲壓)轉化為電信號(電壓)的換能元件。有晶體傳聲器、電動式傳聲器和駐極體傳聲器等。電容式傳聲器具有動態(tài)范圍寬、頻率響應平直、靈敏度變化小、長時間穩(wěn)定等優(yōu)點，多用于精密聲級計和標準聲級計中。
②放大器：將比較弱的電信號放大。聲級計上所使用的放大器，要求具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗，有合理的動態(tài)范圍、較小的線性失真和滿足需要的頻率范圍。包括輸入放大器和輸出放大器。
③衰減器：聲級計的量程范圍一般為25～130dB，檢波器和模擬式指示器沒有這么寬的量程范圍，通常使用衰減器將強信號做衰減，以避免放大器過載。衰減器分為輸入衰減器和輸出衰減器。為了提高信噪比，輸入衰減器位于輸入放大器之前，輸出衰減器接在輸入放大器和輸出放大器之間。為了提高信噪比，一般測量時應將輸出衰減器調至衰減檔，在輸入放大器不過載的前提下，而將輸入衰減器調至最小衰減檔，使輸入信號與輸入放大器的電噪聲有盡可能大的差值。
④計權網(wǎng)絡：按IEC的規(guī)定，選取接近人耳對聲音頻率響應的幾條曲線，設計了A、B、C、D四種標準的計權網(wǎng)絡。A計權網(wǎng)絡頻響曲線大約相當于40phon等響曲線的倒置曲線，從而使電信號的中、低頻段又較大的衰減，高頻段也又一定程度的衰減。B計權網(wǎng)絡約相當于70phon等響曲線的倒置曲線，使電信號以低頻段為主做了一定的衰減。C計權網(wǎng)絡相當于100phon等響曲線的倒置曲線，在整個聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應，與人耳對高頻聲的響應近似相當。由A、B、C、D計權網(wǎng)絡測得的讀數(shù)稱為聲級，聲級是經(jīng)過頻率計權之后的聲壓級，注意與聲壓級相區(qū)別。
A計權的頻率響應與人耳對寬范圍頻率聲音的靈敏度相適應，因此在實際測量中應用最普遍。D計權網(wǎng)絡常用于測量航空噪聲。
(3)聲級計的使用方法
①聲級計的校準：通常使用活塞發(fā)聲器、聲級校準器或其他聲級校準器進行聲學校準。
②聲級計的讀數(shù)：聲級計讀數(shù)直接給出聲壓級，測量范圍約為20～130dB。聲級計的指示電表有“快檔”和“慢檔”兩種響應速度。一般測量時使用“快檔”，“慢檔”指示是在表針起伏大于 dB。而小于 dB時用來讀出平均值。
(4)測量誤差產(chǎn)生的原因
①背景噪聲的影響;②反射聲的影響;③環(huán)境的影響;④傳聲器的指向性
2、濾波器
濾波器是將聲信號的聲能按頻率予以分離而進行分析測試的儀器。