1、聲級計概述

聲級計是一種最基本的噪聲測量儀器，由測量麥克風(fēng)、放大器、衰減器、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等組成。其工作原理是由測量麥克風(fēng)將采集到的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)由前置放大器輸入至儀器主機(jī)進(jìn)行頻率計權(quán)運(yùn)算處理，再經(jīng)由衰減器和經(jīng)一定電路阻尼后，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)分檔給出被測噪聲得定量示值。

SM 102手持式聲級計

1.1、主機(jī)

聲級計的主機(jī)主要功能有結(jié)果顯示、提供交互界面、信號處理、數(shù)據(jù)傳輸和存儲等。同時主機(jī)主板的電路設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件設(shè)計等都是影響測量精度的因素。麥克風(fēng)輸入主機(jī)的信號是不斷變化的交流信號，通過均方根電壓（RMS）轉(zhuǎn)換為直流電平后再經(jīng)對數(shù)電路處理并輸出到屏幕，成為可讀的dB值。

1.2、測量麥克風(fēng)

作為高精度聲級計組成的重要部件之一，測量麥克風(fēng)的選擇通常為預(yù)極化駐極體麥克風(fēng)。它通過使用駐極體材料，讓電荷保存在駐極體中，廣泛運(yùn)用于聲壓的分析和記錄。它的工作原理是咪頭中的兩塊平行的金屬板構(gòu)成了電容器，當(dāng)外層金屬膜片受聲波沖擊時，其與背板之間的距離就會變化，電容也隨之產(chǎn)生變化，在電路中產(chǎn)生一個交流電，實現(xiàn)了聲電轉(zhuǎn)換。

M 663自由場麥克風(fēng)

1.3、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)

聲級計中的計權(quán)可分為頻率計權(quán)與時間計權(quán)。

頻率計權(quán)：

為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級計內(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)叫做頻率計權(quán)。

頻率計權(quán)有A、C、Z，表示應(yīng)用的計權(quán)或濾波的頻點(diǎn)值。當(dāng)聲壓級單位顯示為dB（A）時則表示當(dāng)前結(jié)果采用了A計權(quán)。

A計權(quán)是模擬人耳對聲音的響應(yīng)，是基于40dB等響度的曲線。它會使電信號的中、低頻段有較大的衰減，并且A計權(quán)濾波覆蓋了10Hz至20kHz的整個音頻范圍。在使用A計權(quán)的測量通常標(biāo)注dB(A)，表示測量結(jié)果已使用該頻率計權(quán)。

C計權(quán)是人耳在相當(dāng)高的聲級下的響應(yīng)。對應(yīng)于100dB等響度曲線，主要用于評估高聲壓級的峰值。

Z計權(quán)是10Hz到20 kHz±1.5dB之間的平坦頻率響應(yīng)。

在當(dāng)下，A計權(quán)是應(yīng)用最為廣泛的頻率計權(quán)。

時間計權(quán)：

時間計權(quán)指聲級計對聲壓變化的反應(yīng)方式。它的目的是波動信號的指數(shù)平均值，使得快速變化的數(shù)值變得穩(wěn)定易讀取。根據(jù)大多數(shù)國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，時間計權(quán)采用F：快速、S：慢速、I：脈沖三種。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JJF 1681—2017中定義，時間計權(quán)F（快）的設(shè)計目標(biāo)指數(shù)時間常數(shù)為0.125s，時間計權(quán)S（慢）為1s。在突然終止穩(wěn)態(tài)4kHz正弦輸入電信號后，時間計權(quán)聲級相應(yīng)的衰減速率的設(shè)計目標(biāo)，對時間計權(quán)F為34. 7 dB/ s,對時間計權(quán)S為4.3dB/s。

1.4、聲壓級

聲壓級（Sound Pressure Level，簡稱 SPL）是用來衡量聲音強(qiáng)度的一種物理量。通常我們用分貝（dB）作為單位來表示聲壓級，它與聲音的壓力成正比，也就是說，聲音越響，其聲壓級就越高。

在聲級計中，聲壓級的計算應(yīng)用到了各個頻點(diǎn)的分量，單位是dBSPL。

審核編輯黃宇