一、聲級計(jì)簡介
聲級計(jì)，又稱噪聲計(jì)、積分聲級計(jì)、噪聲劑量計(jì)等，作為聲學(xué)測量的基本儀器，是一種按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時間計(jì)權(quán)測量聲音的聲壓級或聲級的儀器，是聲學(xué)測量中最基本而又最常用的儀器。聲級計(jì)可以用于環(huán)境噪聲、機(jī)器噪聲、車輛噪聲以及其他各種噪聲的測量，聲級計(jì)也可以用于電聲學(xué)，建筑學(xué)等測量。
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二、聲級計(jì)分類
1、根據(jù)聲級計(jì)整機(jī)靈敏度區(qū)分，聲級計(jì)分類有兩類方法：一類是普通聲級計(jì)，它對傳聲器要求不太高。動態(tài)范圍和頻響平直范圍較狹，一般不配置帶通濾波器相聯(lián)用；另一類是精密聲級計(jì)，其傳聲器要求頻響寬，靈敏度高，長期穩(wěn)定性好，且能與各種帶通濾波器配合使用，放大器輸出可直接和電平記錄器、錄音機(jī)相聯(lián)接，可將噪聲訊號顯示或貯存起來。
2、聲級計(jì)按照精度分為1級聲級計(jì)和2級聲級計(jì)，1級和2級聲級計(jì)主要區(qū)別是最大允許誤差、工作溫度范圍和頻率范圍不同，2級要求的最大允差大于1級。2級聲級計(jì)的工作溫度范圍0 ℃ ~ 40 ℃，1級為-10 ℃ ~ 50 ℃。2級的頻率范圍一般為20 Hz~8kHz，1級的頻率范圍為10 Hz~20kHz。
3、聲級計(jì)按用途可分為兩類：一類用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，一類則用于測量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。
4、積分式聲級計(jì)是用來測量一段時間內(nèi)不穩(wěn)態(tài)噪聲的等效聲級的。
5、噪聲劑量計(jì)也是一種積分式聲級計(jì)，主要用來測量噪聲暴露量。
6、脈沖式聲級計(jì)是用于測量脈沖噪聲的，這種聲級計(jì)符合人耳對脈沖聲的響應(yīng)及人耳對脈沖聲反應(yīng)的平均時間。
7、表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種：
⑴“慢”。表頭時間常數(shù)為1000 ms，—般用于測量穩(wěn)態(tài)噪聲，測 得的數(shù)值為有效值。
⑵”快”。表頭時間常數(shù)為125ms，一般用于測量波動較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運(yùn)輸噪聲等。快檔接近人耳對聲音的反應(yīng)。
⑶“脈沖或脈沖保持”。表針上升時間為35ms，用于測量持續(xù)時間較長的脈沖噪聲，如沖床、按錘等，測得的數(shù)值為最大有效值。
⑷“峰值保持”。表針上升時間小于20ms．用于測量持續(xù)時間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆炸聲，測得的數(shù)值是峰值．即最大值。
三、聲級計(jì)工作原理
聲級計(jì)由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對信號進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)（或外接濾波器) ，然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器 （或外按電平記錄儀） ，在指示表頭上給出噪聲聲級的數(shù)值。
傳聲器
傳聲器是把聲壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕难b置，也稱之為話筒，它是聲級計(jì)的傳感器。常見的傳聲器有晶體式、駐極體式、動圈式和電容式數(shù)種。
1. 動圈式傳聲器由振動膜片、可動線圈、永久磁鐵和變壓器等組成，振動膜片受到聲波壓力以后開始振動，并帶動著和它裝在一起的可動線圈在磁場內(nèi)振動以產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流根據(jù)振動膜片受到聲波壓力的大小而變化。聲壓越大，產(chǎn)生的電流就越大，聲壓越小，產(chǎn)生的電流也越小。
2.電容式傳聲器主要由金屬膜片和靠得很近的金屬電極組成，實(shí)質(zhì)上是一個平板電容。金屬膜片與金屬電極構(gòu)成了平板電容的兩個極板，當(dāng)膜片受到聲壓作用時，膜片便發(fā)生變形，使兩個極板之間的距離發(fā)生了變化，于是改變了電容量，位測量電路中的電壓也發(fā)生了變化，實(shí)現(xiàn)了將聲壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕淖饔谩ｋ娙菔絺髀暺魇锹晫W(xué)測量中比較理想的傳聲器，具有動態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度高和在一般測量環(huán)境下穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。由于電容式傳聲器輸出阻抗很高，因而需要通過前置放大器進(jìn)行阻抗變換，前置放大器裝在聲級計(jì)內(nèi)部靠近安裝電容式傳聲器的部位。
放大器
一般采用兩級放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來改變輸入信號的衰減量和輸出信號衰減量的，以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢谩］斎敕糯笃魇褂玫陌p器調(diào)節(jié)范圍為測量低端，輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測量高端。許多聲級計(jì)的高低端以 70dB 為界限。
計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)
為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，把電信號修正為與聽感近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級（叫線性聲壓級），而是經(jīng)過聽感修正的聲壓級，叫作計(jì)權(quán)聲級或噪聲級。
計(jì)權(quán)（又叫加權(quán)）參數(shù)是在對頻響曲線進(jìn)行了一些加權(quán)處理后測得的參數(shù)，以區(qū)別于平直頻響狀態(tài)下的不計(jì)權(quán)參數(shù)。例如信噪比，按照定義，我們在額定的信號電平下測出噪聲電平（可以是功率，也可以是電壓、電流），額定電平與噪聲電平之比就是信噪比，如果是分貝值，則計(jì)算二者之差。這是不計(jì)權(quán)信噪比。不過，由于人耳對各頻段噪聲的感知能力是不一樣的，對 3kHz 左右的中頻最靈敏，對低頻和高頻則差一些，因此不計(jì)權(quán)信噪比未必與人耳對噪聲大小的主觀感覺能很好的吻合。
如何將測量值與主觀聽感統(tǒng)一起來呢？于是就有了均衡網(wǎng)絡(luò)，或者叫加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對低頻和高頻都加以適度的衰減，這樣中頻便更突出。把這種加權(quán)網(wǎng)絡(luò)接在被測器材和測量儀器之間，于是器材中頻噪聲的影響就會被該網(wǎng)絡(luò)“放大”，換言之，對聽感影響最大的中頻噪聲被賦予了更高的權(quán)重，此時測得的信噪比就叫計(jì)權(quán)信噪比，它可以更真實(shí)地反映人的主觀聽感。
根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同，分別稱為 A 聲級、 B 聲級和 C 聲級，單位記作 dB(A) 、 dB(B) 和 dB(C）。A 計(jì)權(quán)聲級是模擬人耳對 55dB 以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性， B 計(jì)權(quán)聲級是模擬 55dB 到 85dB 的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性， C 計(jì)權(quán)聲級是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度， A 衰減最多， B 次之， C 最少。A 計(jì)權(quán)聲級由于其特性曲線接近于人耳的聽感特性，因此是目前世界上噪聲測量中應(yīng)用最廣泛的一種，許多與噪聲有關(guān)的國家規(guī)范都是按 A 聲級作為指標(biāo)的，但由于A計(jì)權(quán)所依據(jù)的等響曲線經(jīng)過多次修正后發(fā)生了很大的變化，A計(jì)權(quán)的地位也正逐漸下降，目前比較流行的計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)包括NR，NC燈標(biāo)準(zhǔn)。
檢波器和指示表頭
檢波器作用是把迅速變化的電壓信號轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號。這個直流電壓的大小要正比于輸入信號的大小。根據(jù)測量的需要，檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器和均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出一定時間間隔中的最大值，平均值檢波器能在一定時間間隔中測量其絕對平均值。脈沖聲需要測量它的峰值外，在多數(shù)的噪聲測量中均是采用均方根值檢波器。均方根值檢波器能對交流信號進(jìn)行平方、平均和開方，得出電壓的均方根值，最后將均方根電壓信號輸送到指示表頭。
四、聲級計(jì)使用方法
1、聲級計(jì)使用環(huán)境的選擇：選擇有代表性的測試地點(diǎn)，聲級計(jì)要離開地面，離開墻壁，以減少地面和墻壁的反射聲的附加影響。
2、天氣條件要求在無雨無雪的時間，聲級計(jì)應(yīng)保持傳聲器膜片清潔，風(fēng)力在三級以上必須加風(fēng)罩（以避免風(fēng)噪聲干擾），五級以上大風(fēng)應(yīng)停止測量。
3、打開聲級計(jì)攜帶箱，取出聲級計(jì)，套上傳感器。
4、將聲級計(jì)置于A狀態(tài)，檢測電池，然后校準(zhǔn)聲級計(jì)。
5、對照表（一般常見的環(huán)境聲級大小參考），調(diào)節(jié)測量的量程。
6、下面就可以使用快（測量聲壓級變化較大的環(huán)境的瞬時值）、慢（測量聲壓級變化不大的環(huán)境中的平均值）、脈沖（測量脈沖聲源）、濾波器（測量指定頻段的聲級）各種功能進(jìn)行測量。
7、根據(jù)需要記錄數(shù)據(jù)，同時也可以連接打印機(jī)或者其它電腦終端進(jìn)行自動采集。整理器材并放回指定地方
五、聲級計(jì)注意事項(xiàng)
1、使用前應(yīng)先閱讀說明書，了解儀器的使用方法與注意事項(xiàng)，安裝電池時，注意極性，切勿接反，長期不用應(yīng)取下電池。傳聲器切勿拆卸，防止擲摔。
2、儀器應(yīng)避免放置于高溫、潮濕、有污水、灰塵及含鹽酸、堿成分高的空氣或化學(xué)氣體的地方。
3、 聲級計(jì)測量前，可先開機(jī)預(yù)熱2分鐘，潮濕天預(yù)熱5至10分鐘。
4、為保證測量的準(zhǔn)確性，使用前及使用后要對靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)。
將聲級校準(zhǔn)器配合在傳聲器上，開啟校準(zhǔn)電源，讀取數(shù)值，調(diào)節(jié)噪音計(jì)靈敏度電位器，完成校準(zhǔn)。
六、聲級計(jì)保養(yǎng)
⑴保持儀器的外部清潔；
⑵傳聲器不用時應(yīng)干燥保存；
⑶傳聲器膜片應(yīng)保持清潔，不得用手觸摸；
⑷儀器長期不用時，應(yīng)每月通電2h，霉雨季節(jié)應(yīng)每周通電2h；
⑸儀器使用完畢時應(yīng)及時將電池取出；
⑹定期送計(jì)量部門檢定 ；
七、聲級計(jì)應(yīng)用范圍：
聲級計(jì)可廣泛用于各種機(jī)器、車輛、船舶、電器等工業(yè)噪聲測量和環(huán)境噪聲測量，適用于工廠企業(yè)、建筑設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、勞動衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、教學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、科研等部門的聲測試領(lǐng)域。
