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二、噪声测量法

(一)噪声测量的主要参数

进行噪声测量时，常用声压级、声强级和声功率级表示其强弱，也可以用人的主观感觉进行度量，如响度级等。

1.声压、声强、声功率

(1)声压：声波传播时，空气质点随之振动所产生的压力波动而引起的压强增量。

没有声波存在时，媒质的压力称为静压力，用Po表示。

压强增量，即声压，用P表示，单位是Pa。

仪器检测的声压为有效声压，是声压的均方根值。

(2)声强：单位时间内，通过垂直于传播方向上单位面积的声波能量——声强(W/㎡)。

(3)声功率：声源在单位时间内辐射出来的总声能——声功率(W)。

2.分贝与声级。引起听觉的可听声频率在20～20000Hz之间，但在此范围内的某一声波可以有不同的声压或声强。

用声压的绝对值表示声音的强弱以及用声强的绝对值表示能量的大小很不方便。而且人耳听觉响应并不与强度成正比，而是更接近于与强度的对数成正比。所以在声学中采用 “级”来度量声压和声强，称为声压级、声强级，还有声功率级。就像用级表示风的大小，地震的强弱。

(1)声压级(dB)：声压与基准声压之比的以10为底的对数的20倍，级是最常用的噪声测量参数。

(2)声强级：声强与基准声强之比的以10为底的对数的10倍——声强级(dB)。

(3)声功率级;声功率与基准声功率之比的以10为底的对数的10倍——声功率级(dB)。

3.噪声的主观量度：响度、响度级、等响曲线

人们在实践中发现，人耳感觉到的声音的强弱不仅与声压有关，而且还与声音的频率有关。例如，频率为1000Hz而声压级为40dB的声音，听起来与频率为30Hz而声压级为75dB的声音一样“响”!人耳朵对声音的感觉，不仅和声压级有关，还和频率有关。

要确定噪声的响度，选用频率为1000Hz的纯音作为基准音，纯音就是只有一种频率的声音，调节1000Hz纯音的声压级，使它和所要确定的噪声听起来有同样的响度，则该噪声的响度级就等于这个纯音的声压级(dB)值，单位为方(Phon)。

在各个频率下对人的听力进行试验，得出的曲线即为等响曲线。

(二)噪声测量仪器

1、传声器

(1)噪声测量中，最常使用的仪器是传声器和声级计。

(2)传声器：它的作用是将声能转换成电能。

(3)传声器的分类方法有两种，一种是根据膜片感受声压情况的不同，另一种是根据膜片振动转换成电能方式的不同。

①根据膜片感受声压情况的不同，传声器可以分为压强式、压差式以及压强压差组合式，在噪声测量中通常运用的是压强式传声器。

②根据膜片振动转换成电能方式的不同，传声器分为三类，电容式，压电式和动圈式。其中电容式优点比较多，所以在精密分析仪器和标准声级计中，一般采用电容式;压电式性能差一些，用在普通声压计中;动圈式现在已经不用了。

(4)电容式和压电式传声器的简单的结构。

①电容传声器基本结构就是一个电容器。电容传声器属于能量控制型(需要外接电源)，这种电容传声器，它的灵敏度高，性能强，在很大的温度范围和很大的湿度范围下，性能变化小，这是它最突出的优点，性能稳定，不受温度湿度影响，而且外形尺寸比较小，所以用在精密的声级计里。

②压电传声器

ⅰ原理：

由具有压电效应的晶体来完成声电转换，属于能量转换型传感器。

ⅱ特点：

压电传声器具有结构简单、成本低、输出阻抗低、电容量大(可达1 000pF)、灵敏度较高等优点。

最大缺点就是受温度、湿度影响较大。所以它主要用在普通声级计里。

2、声级计

声级计是噪声测量中使用最为广泛、最简便的仪器。它不仅用来测量声级，还能与各种辅助仪器配合进行频谱分析、记录噪声的时间特性和测量振动等。

(1)分类：

①声级计按其用途分为一般声级计、脉冲声级计、积分声级计和噪声暴露计(噪声剂量计)等。

②声级计按其精度分为：

0型声级计，精度最高。

1型声级计，是一般用途的精密声级计。

2型声级计，一般用途声级计。

3型声级计，普及型声级计。

③声级计按其体积分为台式声级计、便携式声级计和袖珍式声级计。

(2)声级计工作的原理：

①被测的声压信号通过传声器转换成电压信号，该电压信号经衰减器、放大器以及相应的计权网络(或外接滤波器)，或输入外接的记录仪器，或者经过均方根值检波器直接推动以分贝标定的指示表头。

②计权网络是基于等响曲线设计出的滤波线路，分为A、B、C、D四种。A计权网络相当于一个低频滤波，就是把低频部分去掉，留下了高频噪声，除此以外，A计权网络对低频噪声衰减最强，对高频噪声反应也很敏感，这正和人耳朵的感觉是一致的，人耳也是对高频噪声反应比较敏感，所以在对于人耳朵有害的这种噪声的测量都采用A声级，B,C计权网络近年已逐渐少用，D计权网络是专门为测量飞机噪声而设计的。声级计测量的已不再是客观物理量上的声压级。

3.声级计的校准。

按照规定，每次测量开始和结束的时候都要进行校准，两次差值不应大于一分贝。

校准方法有很多种，其中最常用的、最简便的，是活塞发生器校准法。

(三)故障的噪声识别方法

噪声超过一定的范围，超过了正常的范围，才能判断可能是故障。所以根据噪声信号的特征量，制定一定限值作为有无故障的标准，对于噪声信号它的变异和程度进行判断有三种标准，即绝对标准、相对标准和类比标准。

在绝对标准中，利用测量的噪声信号的特征量值与标准特征量值进行比较;标准特征量值可能是行业规定的，也可能是国家规定的。

在相对标准中，利用测取的噪声信号的特征量值与正常运行时的特征量值进行比较;

在类比标准中，利用同类设备在相同工况条件下的噪声信号的特征量值进行比较。

小结：

噪声的测量，包括噪声的主观量度和客观量度参数，常用的噪声测量仪器，包括传声器和声级计，传声器主要有电容式的和压电式的，声级计主要是它的计权网络。

【例题8•多选题】压电传声器( )。(2005)

A.由压电晶片完成声电转换

B.通过声压使压电晶片两侧产生电量相等的异性电荷

C.属于能量转换型传声器

D.灵敏度高且受温度、湿度影响小

E.多与标准与精密声级计联用进行噪声测量

答案：ABC

【例题9•单选题】声级计有普通声级计、精密声级计、脉冲声级计等几种，下列有关普通声级计的说法中，正确的是( )。(2006)

A.对传声器的要求不高，一般采用电容传声器，也可以采用压电传声器

B.全机动态范围较窄

C.常与带通滤波器连用以进行频谱分析

D.在使用过程中可以不进行校准

答案：B

【例题10•单选题】使用声级计测量噪声时，输入传声器的是( )。(2007)

A.声压信号 　B.声强信号

C.声功率信号 D.声响度信号

答案：A

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