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2.噪声的主观量度：响度、响度级、等响曲线

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”!当声音的频率发生变化时，听阈和痛域的声压级将随之变化。

响度或响度级就是根据人耳的特性，仿照声压级的概念引出的与频率有关的反映主观感觉的量。要确定噪声的响度，选用频率为1000Hz的纯音作为基准音，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，试验得出的曲线即为等响曲线。

1.纵坐标是声压级，横坐标是频率。

2.同一条曲线上的各点，虽然代表着不同频率和声压级，但其响度相同，故称等响曲线。

3.将各个频率下刚刚能够听到的相同响度的声压级相连而得到的曲线，即为听阈曲线，其响度规定为0，所以听阈曲线也称为零方响度线。

4.同理，将不同频率时，痛阈的声压级和频率关系曲线称为痛阈曲线，也称为120方响度线。

5.在听阈和痛阈之间，共有13个响度级，其响度分别为 0、10、20、30 ┉┉ 110、120。

6.每条等响曲线所代表的响度级(方)的大小，由该曲线在1000Hz时的声压级确定。

(二)噪声测量仪器

噪声测量中，最常使用的仪器是传声器和声级计。

1.传声器：它的作用是将声能转换成电能。通常用膜片作为接受器来感受声压，将声压的变化变成膜片的振动。根据膜片感受声压情况的不同，传声器可分为三类：压强式传声器，其膜片的一面感受声压;压差式传声器，其膜片的两面均感受声压，引起膜片振动的力取决于膜片两面压差的大小;压强和压差组合式传声器。在噪声测量中常用压强式传声器。

根据膜片振动转换成电能的方式，传声器也可分为三类。其中，电容式传声器具有较多优点，因此噪声测量中使用的精密和标准声级计大部分采用电容式传声器;普通声级计一般采用压电式传声器;动圈式传声器已很少使用。

(1)电容传声器

电容传声器的基本结构是一个电容器。在极化电压、负载不变的情况下，输出交变电压的大小和波形由作用在膜片上的声压决定。电容传声器属于能量控制型传感器。

电容传声器灵敏度高，动态范围宽;输出特性稳定，对周围环境的适应性强，在-50°C～150°C的温度范围内和0～100%的相对湿度下，性能变化小;电容传声器的外形尺寸也比较小。

(2)压电传声器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。

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。但性能受温度、湿度影响较大。

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。

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。

声级计按其精度分为：

0型声级计(实验室用标准声级计)。

1型声级计(一般用途的精密声级计)。这种声级计选用电容传声器，指示精度高，可配用带通滤波器进行频谱分析，其输出可直接送入记录器。

2型声级计(一般用途声级计)。

3型声级计(普及型声级计)。这种声级计对传声器的要求不高，全机动态范围较窄，一般不与带通滤波器连用，适用于测量精度要求不高的场合。

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。

声级计的工作原理是：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及分贝标定的指示表头。

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。通过计权网络测得的声压级称为计权声压级。

对应四种计权网络测得的声压级分别称为A声级(LA)、B声级(LB)、C声级(LC)和D声级(LD)，分别记为dB(A)、dB(B)、dB(C)和dB(D)。

图9-12所示为声级计中常用的A、B、C计权网络的频率特性。

A、B、C计权网络分别近似地模拟了40方、70方、100方三条等响曲线。三种计权网络对低频噪声有不同程度的衰减，A衰减最强，B次之，C最弱。

其中，A计权网络除对低频噪声衰减最强外，对高频噪声反应最为敏感，这正与人耳对噪声的感觉(对低频段即500Hz以下不敏感，而对1000～5000Hz声音敏感)相接近。故在对人耳有害的噪声测量中，都采用A声级作为评定标准。D计权网络是专门为飞机噪声测量设计的。

图9-12 A、B、C计权网络的衰减曲线

3.声级计的校准。声级计的校准。由于环境的影响，声级计的读数会产生偏差，另外声级计的关键部件传声器有时也会出现不稳定。为减小偏差，保证噪声的测量精度和测量数据的可靠性，按规定每次测量开始和结束都要进行校准，两次差值不应大于1dB。

有多种校准方法，例如活塞发生器校准法，这是一种现场常用的精确、可靠且简便的方法。

除此之外，还有扬声器校准法、互易校准法、静电激励校准法、置换法等。

(三)故障的噪声识别方法

设备通常包括很多运动零部件，这些运动着的零部件都可能产生振动，发出声波。这些不同声强、不同频率的声波无规律的混合便形成噪声。噪声是设备的固有信息，它的存在不等于存在故障。只有描述其特性的特征参数发生变化，而且这种变化越越过一定的范围，才能判断可能发生了故障。因此，可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，来对是否存在故障进行判断。但要识别故障的性质，确定故障的部位及故障程度，就需对提取的噪声信号做频谱分析。

利用噪声(或振动)信号特征参数的变异及其程度进行故障判断有三种标准，即绝对标准、相对标准和类比标准。

在绝对标准中，利用测取的噪声信号的特征量值与标准特征量值进行比较;

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。

三、温度测量法

通过温度测量可以找出机件的缺陷并能诊断出各种由热应力引起的故障。不仅如此，温度测量法还可以弥补射线、超声、涡流等无损探测法(后面有述)的不足，用来探测机件内部的各种故障隐患。研究和应用实例表明，温度测量法是目前故障诊断中的一项十分实用而有效的诊断方法。

(一)测温仪表

1.接触式测温装置：测温元件与被测对象直接接触，通过热交换进行测温。

(1)热电偶。热电偶是广泛应用于各种设备温度测量的一种传统温度传感器。热电偶与后续仪表配套可以直接测量出0°C～1800°C范围内液体、气体内部以及固体表面的温度。

热电偶具有精度高，测量范围宽，便于远距离和多点测量等优点。

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（责任编辑：中大编辑）

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