汽车噪声的检测-声级计在汽车行业的使用 声级计是如何工作的

第第页汽车噪声的检测——声级计在汽车行业的使用声级计是如何工作的国家标准GB1495—79和GB1496—79分别规定了《机动车辆允许噪声》与《机动车辆噪声测量方法》。在测量方法中，规定使用仪器是精密声级计或一般。

声级计的结构和工作原理声级计是一种能把工业噪声、生活噪声和交通噪声等，按人耳听觉特性貌似地测定其噪声级的仪器。噪声级是指用声级计测得的并经过听感修正的声压级（dB）或响度级（phon）。依据声级计在标准条件下测量1000Hz纯音所表现的精度，60时代国际上把声级计分为两类，一类叫精密声级计，一类叫一般。我国也接受这种方法。70时代以来，有些国家推出四类分法，即分为0型、1型、2型和3型。它们的精度分别为±0.4dB、±0.7dB、±1.0dB和±1.5dB。依据声级计所用电源不同，还可分为交流式和用干电池的直流式声级计两类，后者也可以成为便携式。便携式具有体积小、质量轻和现场使用便利等优点。

一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等构成。

（1）传声器它是把声压信号变化为电压信号的装置，也称为话筒，是的传感器。常见的传声器有晶体式、驻极体式、动圈式和电容式等多种形式。

动圈式传感器由振动膜片、可动线圈、永久磁铁和变压器等构成。震动膜片受到声波压力以后开始振动，并带动着和它装在一起的可动线圈在磁场内振动，以产生感应电流。该电流依据振动膜片受的声波压力的大小而变化。声压越大，产生的电流就越大；声压越小，产生的电流也越小。

电容式传感器紧要由金属膜片和靠的很近的金属电极构成，实质上是一个平板电容。金属膜片与金属电极构成了平板电容的两个极板。当膜片受到声压作用时，膜片发生变形，使两个极板之间的距离发生了变化，电容量也发生变化，从而产生交变电压，其波形在传声器线性范围内与声压级形成比例，实现了将声压信号变化为电压信号的作用。

电容式传声器是声学测量中比较理想的传声器，具有动态范围大、频率响应平直、灵敏度高和在一般测量环境中稳定性好等优点，因而应用广泛。由于电容式传感器输出阻抗很高，因此需要通过前置放大器进行阻抗变换，前置放大器装在声级计内部靠近安装电容式传感器的部位。

（2）放大器和衰减器目前流行的很多国产与进口的在放大电路中都接受两级放大器，即输入放大器和输出放大器，其作用是将微弱的电信号放大。输入衰减器和输出衰减器是用来更改输入信号的衰减量和输出信号的衰减量的，以便使表头指针指在适当的位置，其每一挡的衰减量为10分贝。输入放大器使用的衰减器调整范围为测量底端（如0～70分贝），输出放大器使用的衰减器调整范围为测量高端（70～120分贝）。输入和输出两个衰减器的刻度盘常做成不同颜色，目前以黑色与透亮配对多。由于很多声级计的高、底以70分贝为界限，故在旋转时要防止超过界限，以免损坏装置。

（3）计权网络为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性，在内设有一种能够模拟人耳的听觉特性，把电信号修正为与听觉貌似的网络，这种网络叫做计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级（叫线性声压级），而是经过听感修正的声压级，叫做计权声级或噪声级。

计权网络一般有A、B、C三种。A计权声级是模拟人耳对55分贝以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55～85分贝的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的特性。三者的区分是对噪声低频成分的衰减程度，A衰减较多，B次之，C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因此是目前世界上噪声测量中应用广泛的一种，B、C已渐渐不用。

从声级计上得出的噪声级读数，必需注明测量条件。

（4）检波器和指示表头为了使经过放大的信号通过表头显示出来，还需要有检波器，以便把快速变化的电压信号变化成变化较慢的直流电压信号。这个直流电压的大小要正比于输入信号的大小。依据测量的需要，检波器有峰值检波器、平均值检波器黑均方根值检波器之分。峰值检波器能给出确定时间间隔的最大值，平均值检波器能在确定时间间隔中测量其确定平均值。除了像枪炮声那样的脉冲声需要测量他的峰值外，在多数的测量中均接受方根值检波器。

均方根值检波器能对交流信号进行平方、平均和开方，得出电压的均方根值，最后将均方根电压信号输送到指示表头。指示表头是一只电表，只要对其刻度进行确定的标定，就可从表头上直读出噪声级的分贝值声级计表头阻尼一般都有“快”和“慢”两个挡。“快”挡的平均时间为0.27s，很接近于人耳听觉器官的生理平均时间；“慢”挡的平均时间为1.05s。当对稳态噪声进行测量或需要记录声级变化过程时，使用“快”挡比较合适；在被测噪声的波动比较大时，使用“慢”挡比较合适。

为适应测量现场的需要声级计一般都有三角支架，以便视需要将固定在三角支架上。

面板上一般还备有一些插孔这些插孔假如与便携式倍频带滤波器相连，可构成小型现场使用的简易频谱分析系统；假如与录音机组合，则可以把现场噪声录制在磁带上储存下来，待以后再进行更认真的讨论；假如与示波器组合，则可察看到声压变化的波形，并可用照相机将波形摄制下来；还可以把分析仪、记录仪等仪器与声级计组合、配套使用，这要依据测试条件和测试要求而定。声级计的分类依据声级计整机灵敏度区分，声级计分类有两类方法：一类是一般声级计，它对传声器要求不太高。动态范围和频响平直范围较狭，一般不配置带通滤波器相联用；另一类是精密声级计，其传声器要求频响宽，灵敏度高，长期稳定性好，且能与各种带通滤波器搭配使用，放大器输出可直接和电平记录器、录音机相联接，可将噪声讯号显示或贮存起来。如将精密声级计的传声器取下，换以输入转换器并接加速度计就成为振动计可作振动测量。近年来又有人将声级计分为四类，即0型、1型、2型和3型。它们的精度分别为±0.4分贝、±0.7分贝、±1.0分贝和±1.5分贝。声级计是噪声测量中最基本的仪器。声级计一般由电容式传声器、前置放大器、衰减器、放大器、频率计权网络以及有效值指示表头等构成。声级计的工作原理是：由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权（或外接滤波器），然后再经衰减器及放大器将信号放大到确定的幅值，送到有效值检波器（或外按电平记录仪），在指示表头上给出噪声声级的数值。声级计中的频率计权网络有A、B、C三种标准计权网络。A网络是模拟人耳对等响曲线中40方纯音的响应，它的曲线形状与340方的等响曲线相反，从而使电信号的中、低频段有较大的衰减。B网络是模拟人耳对70方纯音的响应，它使电信号的低频段有确定的衰减。C网络是模拟人耳对100方纯音的响应，在整个声频范围内有近乎平直的响应。声级计经过频率计权网络测得的声压级称为声级，依据所使用的计权网不同，分别称为A声级、B声级和C声级，单位记作dB（A）、dB（B）和dB（C）。目前，测量噪声用的声级计，表头响应按灵敏度可分为四种：（1）“慢”。表头时间常数为1000ms，—般用于测量稳态噪声，测得的数值为有效值。（2）”快”。表头时间常数为125ms，一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。（3）“脉冲或脉冲保持”。表针上升时间为35ms，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，如冲床、按锤等，测得的数值为最大有效值。（4）“峰值保持”。表针上升时间小于20ms．用于测量持续时间很短的脉冲声，如枪、炮和爆炸声，测得的数值是峰值．即最大值。声级计可以外接滤波器和记录仪，对噪声做频谱分析。国产的ND2型精密声级计内装了一个倍频页程滤波器，便于携带到现场和作频谱分析。声级计按精度可分为精密声级计和一般声级计。精密声级计的测量误差约为土1dB，一般声级计约为土3dB。声级计按用途可分为两类：一类用于测量稳态噪声，一类则用于测量不稳态噪声和脉冲噪声。积分式声级计是用来测量一段时间内不稳态噪声的等效声级的。噪声剂量计也是一种积分式声级计，紧要用来测量噪声暴露量。脉冲式声级计是用于测量脉冲噪声的，这种声级计符合人耳对脉冲声的响应及人耳对脉冲声反应的平均时间。声级计又叫噪声计，是一种用于测量声音的声压级或声级的仪器，是声学测量中最基本而又常用的仪器，随着国民经济的进展和人们物质文化生活水平的提高，噪声普查和环境保护工作全面开展，机器制造行业已把噪声作为产品的紧要质量指标之一，礼堂和体育馆等建筑物不仅仅要求造型美观，也努力探求音响效果，这些都使得声级计的应用越来越广泛。现在它不仅应用在声学和电声学测量中，而且已经广泛应用于机器制造、建筑设计、交通运输、环境保护、医疗卫生以及国防工程等各个领域，成为几乎全部部门都必需具备的声学测量仪器。声级计使用正确与否，直接影响到测量结果的精准性。因此，有必要介绍一下声级计的使用。1、声级计使用环境的选择：选择有代表性的测试地点，声级计要离开地面，离开墙壁，以削减地面和墙壁的反射声的附加影响。2、天气条件要求在无雨无雪的时间，声级计应保持传声器膜片清洁，风力在三级以上必需加风罩（以避开风噪声干扰），五级以上大风应停止测量。3、打开声级计携带箱，取出声级计，套上传感器。4、将声级计置于A状态，检测电池，然后校准声级计。5、对比表（一般常见的环境声级大小参考），调整测量的量程。6、下面就可以使用快（测量声压级变化较大的环境的瞬时值）、慢（测量声压级变化不大的环境中的平均值）、脉冲（测量脉冲声源）、滤波器（测量指定频段的声级）各种功能进行测量。7、依据需要记录数据，同时也可以连接打印机或者其它电脑终端进行自动采集。整理器材并放回指定地方

积分声级计的技术性能额介绍积分声级计是一种精密声学测量仪器，具有量程动态范围大、大屏幕液晶数显、自动测量存储各种数据等特点；

外接滤波器能自动进行1/3及1/1频谱分析，通过RS232C串口，配套打印机能自动打印出测量结果与图谱；

经接口通讯电缆可将测量数据输出传输到计算机中,实现声压级Lp实时通讯输出及飞机噪声Lepn有效感觉噪声级测量计算。

紧要技术性能

1传声器

1/2英寸预极化测试电容传声器

频率：20Hz～20kHz

灵敏度：50mV/Pa

2声级测量范围（以2×10—5Pa为参考）

25dB～135dB（A）

35dB～135dB（C）

45dB～135dB（Lin）

3频率计权与频率范围

A计权、C计权、Lin：线性，平坦频率响应。

频率：20Hz～20kHz

4检波器特性

真有效值、峰值因素≥10

5时间计权

F（快）、S（慢）、最大值保持。

6量程分挡设置

最大动态范围70dB，自动指示超量程与欠量程。

量程1：5dB～75dB

量程2：35dB～105dB（参考量程）

量程3：55dB～125dB

量程4：75dB～145dB

7自动测量功能

Leq、LAE、SD、Lmin、L95、L90、L50、L10、L5、Lmax、1/3及1/1频谱分析

（外接滤波器）、混响时间T60、Lepn有效感觉噪声级（通讯软件）等数组，自动采集存储打印。

8测量时间选择与时钟

Man（人工定时）、10s、1min、5min、10min、20min、30min、1h、8h、

24h适时钟：年、月、日、时、分、秒。

9输出接口

交流端口：最大有效值约7V，输出阻抗600Ω

直流端口：0.25V～1.35V，0.1V/10dB

串行接口：RS232C

10显示：40mm×70mm大屏幕液晶数显4位LCD，辨别率0.1dB。

11校准：1型声级校准器或活塞发声器