噪声和振动的测量分析

噪声和振动的测量分析

一、基本测量仪器

1、声级计

声级计是噪声测量中常用的基本声学测量仪器。适用于室内噪声、环境噪声、机器噪声、建筑噪声等各类噪声的测量。

(1)声级计的分类

按用途分类：

一类是用于测量稳态噪声(精密声级计和一般声级计);

另一类用于测量不稳态噪声和脉冲噪声(积分声级计和脉冲声级计)。

按体积大小分类：

台式声级计、便携式声级计和袖珍声级计。

按精度分四类：(依据国际电工委员会IEC615和国家标准GB3785)

四种类型声级计的性能指标具有同样的中心值，但容许误差有所不同。

类 型精密级普通级

0ⅠⅡⅢ

误 差(IEC)

(GB)

用 途实验室标准仪器实验室精密测量现场测量噪声监测、普查

(2)声级计的结构和原理

声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器及指示器组成，见下图

①传声器:将声信号(声压)转化为电信号(电压)的换能元件。有晶体传声器、电动式传声器和驻极体传声器等。电容式传声器具有动态范围宽、频率响应平直、灵敏度变化小、长时间稳定等优点，多用于精密声级计和标准声级计中。

②放大器：将比较弱的电信号放大。声级计上所使用的放大器，要求具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗，有合理的动态范围、较小的线性失真和满足需要的频率范围。包括输入放大器和输出放大器。

③衰减器：声级计的量程范围一般为25～130dB，检波器和模拟式指示器没有这么宽的量程范围，通常使用衰减器将强信号做衰减，以避免放大器过载。衰减器分为输入衰减器和输出衰减器。为了提高信噪比，输入衰减器位于输入放大器之前，输出衰减器接在输入放大器和输出放大器之间。为了提高信噪比，一般测量时应将输出衰减器调至最大衰减档，在输入放大器不过载的前提下，而将输入衰减器调至最小衰减档，使输入信号与输入放大器的电噪声有尽可能大的差值。

④计权网络：按IEC的规定，选取接近人耳对声音频率响应的几条曲线，设计了A、B、C、D四种标准的计权网络。A计权网络频响曲线大约相当于40phon等响曲线的倒置曲线，从而使电信号的中、低频段又较大的衰减，高频段也又一定程度的衰减。B计权网络约相当于70phon等响曲线的倒置曲线，使电信号以低频段为主做了一定的衰减。C计权网络相当于100phon等响曲线的倒置曲线，在整个声频范围内有近乎平直的响应，与人耳对高频声的响应近似相当。由A、B、C、D计权网络测得的读数称为声级，声级是经过频率计权之后的声压级，注意与声压级相区别。

A计权的频率响应与人耳对宽范围频率声音的灵敏度相适应，因此在实际测量中应用最普遍。D计权网络常用于测量航空噪声。

(3)声级计的使用方法

①声级计的校准：通常使用活塞发声器、声级校准器或其他声级校准器进行声学校准。

②声级计的读数：声级计读数直接给出声压级，测量范围约为20～130dB。声级计的指示电表有“快档”和“慢档”两种响应速度。一般测量时使用“快档”，“慢档”指示是在表针起伏大于 dB。而小于 dB时用来读出平均值。

(4)测量误差产生的原因

①背景噪声的影响;②反射声的影响;③环境的影响;④传声器的指向性

2、滤波器

滤波器是将声信号的声能按频率予以分离而进行分析测试的仪器。

3、环境振动计

振动计又称测振仪，是测量振动的基本仪器。环境振动计是专门用于测量环境振动的装置，其结构和原理与测振仪相同，在计权网络方面有所不同。

(1)环境振动计的结构和原理

①传感器(拾振器);②放大器和衰减器;③频率计权网络;④频率限止电路;⑤检波器;⑥指示器;⑦其他部件

(2)环境振动计的使用

①仪器的校准;②传感器的放置和频率计权选择;③背景值修正