Прибор для измерения частоты звука

Частотомер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Частотомер представляет собой специализированный измерительный прибор, созданный для определения частоты, то есть периода колебаний электросигнала. Частота – один из основных показателей тока. Она определяет число колебаний за определенный временной цикл. Измеряется частота в герцах, она обратно пропорциональна периоду колебаний. Элементы оборудования, работающие на электрическом токе, должны работать на токах определенной частоты. Именно поэтому так важны устройства для определения частоты протекающего тока.

Зная частоту, можно своевременно настроить, обслужить, диагностировать и выполнить регулировку оборудования разнообразного назначения, осуществить контроль протекания технологических процессов.

Приборы для измерения частоты могут иметь разное конструктивное исполнение, что определяется их назначением и особенностями работы. Подобные приборы требуются во многих областях науки и промышленности.

Особенное значение приборы для измерения частоты имеют в телекоммуникационной, радиоэлектронной и электротехнической деятельности.

Частотомер, исходя из метода измерения, может быть двух типов:

1. Аналоговые, которые предназначены для оценки частоты.
2. Приборы сравнения, к которым относятся резонансные, гетеродинные, электронно-счетные устройства и так далее.

Аналоговые устройства предназначены в основном для определения колебаний синусоидального характера.

Приборы сравнения применяются для измерения дискретных частот, гармонических параметров и так далее. Подобные устройства используются в большей части случаев для измерения частоты гармонического характера, находящихся в диапазоне 20-2500 Герц.

Однако они имеют ограниченность использования, что вызвано невысокой точностью и высокой потребляемой мощностью.

Больше всего распространены устройства прямого отсчета, то есть цифровые устройства. Они позволяют с удобством и высокой точностью измерять необходимые параметры частоты. их особенность в том, что они подсчитывают число импульсов, поступающих от входного формирователя за конкретный период времени. Данный прибор способен измерить не только частоту, но также периоды времени и число импульсов.

Цифровые устройства позволяют выполнять с большой точностью исследования частот импульсного и гармонического характера в пределах 10 Гц – 50 ГГц. Подобные приборы в основном применяются для измерения частот, временных параметров.

По принципу действия подобный частотомер можно классифицировать на 4 группы:

1. Устройства средних значений, которые являются наиболее распространенными. При помощи этих устройств можно измерять среднее значение частоты за определенное время. Пределы измеряемых частот составляют от 10 герц до 100 мегагерц. При использовании специальных преобразователей данный предел можно расширить до 1000 мегагерц.
2. Устройства мгновенных значений. При помощи них можно узнать частоту в узком диапазоне.

   Подобные приборы чаще всего применяют для измерения инфранизких и низких частот.

3. Устройства номинальных значений применяются с целью исследования изменений частот в узких пределах. Процентные устройства измеряют частоту в относительных единицах.
4. Следящие устройства лучше всего подходят для измерения средних частот. Они измеряют частоту непрерывно. Если говорить прямо, то все электронные, а также электромеханические устройства являются следящими.

   К их преимуществам можно отнести возможность создания отчетов в каждый момент времени. К следящим устройствам также относятся и многие цифровые приборы.

В отдельную категорию можно выделить устройства, которые расширяют функционал следящих устройств. Это могут быть сервисные или универсальные приборы. Сервисные устройства имеют малые габариты, так как в них применяются интегральные схемы.

Чаще всего они применяются в качестве автономных устройств, переносных, а также встроенных агрегатов в структуре автоматизированных систем. Их можно использовать для измерения разных величин.

Универсальные аппараты в большинстве случаев многофункциональны. Они имеют конструкцию, которая позволяет задействовать сменные блоки. Благодаря этому можно существенно повысить их функциональность. Специализированные устройства заточены под конкретные параметры измерений, поэтому в большей части случаев у них более простая конструкция.

Устройство

Частотомер может иметь разное конструктивное исполнение. К примеру, электронно-счетное устройство выделяется блочно-модульным исполнением. Его базу составляет кроссплата, где монтируются модульные платы. От них выходят проводники на управляющие и индикаторные элементы, в том числе входящие и выходящие разъемы. Лампы и индикаторы находятся в модуле, которой расположен за панелью. Индикация осуществляется динамически.

В отдельной кассете находится блок питания и генератор. Имеется возможность подключить внешний генератор. Для защиты от перегрева используется термостат. Вычисление осуществляется с помощью декад и делителей. Кроме того, в состав устройства входят умножитель, узел сброса и самонастройки, автоматический блок и входной формирователь. В качестве элементной базы для этих элементов используются транзисторы. Подобные устройства уже считаются устаревшими, но все равно иногда применяются.

Самый простой частотомерпроизводится на базе микросхем. В качестве входного элемента используется триггер Шмидта, трансформирующий напряжение синусоидального характера в импульсы одинаковой частоты.

Чтобы триггер нормально работал, требуется конкретная амплитуда входного сигнала. Важно, чтобы она не была выше заданной величины. Чтобы повысить чувствительность, в устройстве может применяться дополнительный усилитель входящего сигнала.

К примеру, для этого может быть использован полупроводниковый транзистор малой мощности либо аналоговая микросхема.

Когда колебания проходят через конденсатор, происходит усиление его показателей посредством второго конденсатора. После этого колебания направляются на вход триггера. Следующий конденсатор убирает обратную связь. Чтобы пользователь мог увидеть показатели частоты, используются стрелочные приспособления, а также подсвечиваемая шкала.

Принцип действия

Частотомерпозволяет определить частоту тока в элементе какого-нибудь оборудования. Например, Вам надо получить схему, которая состоит из 2-х блоков: передатчика и приемника. До готовности передатчика можно задействовать генератор сигналов. Большинство генераторов способно обеспечить создание сигналов с разными параметрами.

Чтобы точно определить частоту сигнала необходимо подключить генератор к входу устройства для измерения частоты. У ряда генераторов имеются встроенные модули, предназначенные для определения частоты. Цифровой частотомер использует счетно-импульсный принцип, благодаря которому счетный блок подсчитывает число импульсов, поступающих на вход за конкретный период времени. То есть устройство осуществляет подсчет числа импульсов, период времени определяется с помощью опорных частот.

На входе устройства измеряемое колебание усиливается, превращаясь в последовательность усиленных импульсов с такой же частотой, которую и необходимо измерить. В то же время кварцевый генератор создает последовательность эталонных импульсов, которые приводят к старту схемы управления. В качестве нее выступает стробирующая схема.

Применение

Универсальный частотомер в большинстве случаев используется для автоматизированного определения частоты, непрерывности сигналов, времени, пика напряжения, которое является входящим. Также устройство применяется с целью исследования времени прохождения импульсов, времени, фазового сдвига между сигналов, исследования отношений частотных характеристик, подсчитывания количества импульсов.

Частотомер в большей части случаев используется с целью настраивания, испытания и калибрующих работ в разнообразных устройствах. К примеру, это могут быть преобразователи, генераторы, фильтрующие устройства. Частотомеры часто применяют для настраивания оборудования связи и так далее. Они довольно часто применяются в связном деле, измерительной технике, навигации, локации, ядерной физике, электронике, а также при создании, изготовлении и эксплуатации радиоэлектронных устройств.

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/pribory/chastotomer.html

Шумомер. Как устроен прибор и как его использовать

В шумной обстановке человек не может уснуть, от воздействия шума снижается работоспособность, шум мешает сильно влияет на человека даже, если он этого не замечает. В современном мире шум преследует человека повсюду. На улице, на рабочем месте и даже дома. При этом шум не просто заставляет нас ощущать дискомфорт, но может быть даже опасен.

В этой статье мы расскажем вам, как определить и контролировать уровень шума, а также расскажем куда следует обратиться для того, чтобы максимально точно измерить уровень шума и получить нужные рекомендации. Но давайте обо всем по порядку.

Прибор для измерения шума, чем измеряют шум?

Для измерения шума существует прибор, называемый шумомером. Обратим внимание, что измеряет шумомер уровень шума, а не уровень громкости, как считают многие, не следует путать эти параметры. Если Вы хотите провести не только исследование шума, но и другие экспертизы (например микробиологический анализ воздуха на предприятии) можно обратиться к нам в лабораторию.

Устройство шумомера должно соответствовать специальным государственным стандартам, которые регламентируют требования к таким приборам. В частности, регламентируется диапазон частот, улавливаемых прибором, а вот устройство самого прибора может отличаться. Существуют различные виды шумомеров, они отличаются по способу обработки сигнала, по способу вывода информации. Цели их применения тоже различны. От них и зависит к какому классу относится шумомер.

По показателям точности шумомеры делятся на 4 класса:

• 0 – самые точные модели;
• 1 – модели, используемые в лабораториях;
• 2 – шумомеры используемые на производстве;
• 3 – нацелены на приблизительное измерение, отлично подойдут для применения в быту.

Последние модели являются самыми бюджетными. Кроме того, фильтры шумомеров делят на три класса А, В и С для небольшой, средней и высокой громкости соответственно.

Принцип работы шумомера

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличных по частоте.

Прибор для исследования шума в децибелах – это шумомер. В устройстве шумомера заложены определенные решения, которые позволяют создать однозначную зависимость между показаниями прибора и звуковым давлением, которые воспринимаются слуховым аппаратом. Уровень шума пропорционален электрическому сигналу.

Прибор воспринимает шум при помощи микрофона, он работает, преобразовывая звуковые колебания в электрические. Далее эти колебания усиливаются и подаются на выпрямитель, а затем сигнал подаются еще на различные фильтры, которые корректируют его.

Фильтры служат для того, чтобы выделить шумы определенной частоты и измерять именно их интенсивность.

Мы рассмотрели принцип работы шумомера, разобрались, что измеряет шумомер, далее рассмотрим его устройство.

Устройство шумомера

Шумомер применяется для измерения уровня шума на улице и в помещении. Физически шумомер состоит из микрофона, усилителя, корректирующих фильтров, нескольких детекторов и индикаторов, а также вольтметра и устройства для вывода результатов измерений (например, дисплея). Так же в устройство входит блок питания. В комплект может входить штатив.

Шумомеры обычно имеют микрофон, усилитель, корректирующие фильтры, детектор и измерительный прибор. Шкала прибора отградуирована в децибелах.

Приборы для измерения шума значительно отличаются между собой по размерам и внешнему виду, это зависит от цены, производителя и категории прибора.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Какой уровень шума способен нанести вред человеку. При долгосрочном влиянии уровень шума 70-90 может привести к заболеваниям центральной нервной системы. Уровень шума более 100 децибел может стать причиной существенного ухудшения слуха, а в некоторых случаях и до полной его потери. Шум более мощностью более 200 децибел убийственен для человека. Для комфортного нахождения человека в помещении уровень шума должен составлять 55 децибел в дневное время и 40 в ночное.

Как выбрать прибор для измерения шума в квартире

Для домашнего использования выбирайте шумомеры 3 класса точности. Идеальное сочетание цены и качества. Эти модели компактные, удобны в использовании, а также самые недорогие. Не сомневайтесь их точности хватит для домашних нужд.

Проверьте в каких режимах работает прибор. Существуют три различных режима. Режим F используется при измерении непрерывных шумов, S – используется для измерения кратковременных звуков, I — используется при измерении измеряет импульсных звуков.

Обратите внимание, работает прибор от сети, питается от аккумулятора или батареек. Входят ли в комплект штатив и чехол. Кроме того, некоторые модели оснащены устройством памяти, которое хранит историю предыдущих показаний прибора. Если Вы хотите, чтобы все сделали специалисты и провели измерение вибрации (к примеру) можно обратиться в «ЭкоТестЭкспресс».

Как правильно использовать прибор для измерения уровня шума

Как пользоваться шумомером? Измеритель шума использовать очень просто, эта задача по силам даже ребенку. Поднесите прибор к источнику шума и включите, проверьте, что не закрываете микрофон. Какое-то время шумомер работает, фиксирует самый высокий показатель и на нем замирает. Далее на экране виден результат исследования в децибелах или других указанных единицах. Как видите, прибор для измерения шума в квартире использовать очень легко.

Практические советы. Как проверить звукоизоляцию дверей и окон в квартире

Понадобится источник шума. В качестве него можно использовать мелодию, включённую на смартфоне. Итак, включите мелодию и закройте дверь, далее включите шумомер и измеряйте показания. Проделайте то же самое при открытой двери. Отнимите показания шумомера. Для точности измерений убедитесь, что в самой квартире нет посторонних шумов. Так же желательно убедиться, что звук не проникает через стены.

Но для того, чтобы быть действительно уверенным в том, что все измерения правдивы можно обратиться в нашу независимую лабораторию «ЭкоТестЭкспресс» для произведения всех необходимых измерений и дальнейшей консультации по улучшению данной ситуации и нормализации уровня шума в помещении.

Шумомер онлайн

В наше прогрессивное время почти у каждого есть собственный ноутбук или смартфон. С их помощью вы также можете измерить уровень шума. Для этого необходимо установить специальное приложение или найти шумомер онлайн, а далее действовать по инструкции, расположить прибор вблизи источника шума и начать измерения.

Неплохой способ, особенно, если вы не хотите тратить деньги на покупку шумомера. Однако, будьте внимательны, показания на телефоне и физическом устройстве могут значительно отличаться. Точность измерений зависит от параметров микрофона вашего гаджета. Поэтому, если хотите быть уверены в показаниях отдайте предпочтение цифровому шумометру.

Есть и другой вариант. Если вы имеете хороший микрофон, подключите его к гаджету и никаких проблем! Измеряйте уровень шума дома легко и без лишних затрат при помощи специальных приложений.

Цифровой шумомер или шумомер онлайн? Что выбрать?

Выбор зависит от точности измерений, которые вы хотите получить. Если достаточно получить приблизительные результаты легко делайте выбор в пользу шумомера онлайн. Если у вас в распоряжении есть хороший микрофон, то и сомневаться не стоит. Шумомер онлайн сэкономит вам деньги и время.

Цена на цифровой шумомер колеблются в районе нескольких тысяч гривен. Цена зависит от:

· Категории товара;

· Производителя.

Так шумомер первого класса точности стоит порядка нескольких сотен тысяч гривен. Цифровой прибор второго и третьего класса стоит уже в разы дешевле, он обойдется вам в несколько тысяч гривен.

Чем полезны приборы для измерения шума и вибрации для использования дома

Жители мегаполисов постоянно чувствуют на себе влияние шума. Например, шум автомобильного движения составляет в среднем 80 децибел, столько составляет шум, производимый пылесосом. Прибор для измерения шума в квартире поможет идентифицировать опасность. Шумомер используется для измерения силы шума разнообразной частоты и природы.

Возможно, вам нужны окна, не пропускающие шум, а может источник шума в квартире вовсе и не улица. Измеритель шума и вибрации обезопасит вас от, на первый взгляд незаметного, но очень вредного воздействия шума, поможет избежать ухудшения слуха и других нежелательных последствий.

Прибор для измерения уровня шума в квартире поможет вам избежать проблем, дав возможность контролировать шум.

Почему именно наша лаборатория занимается исследованием шума?

Компания «ЭкоТестЭкспресс» проводит различные лабораторные исследования звука в различных помещениях, а также ряд других исследований начиная от такой экспертизы как проверка пищи и алкоголя и заканчивая воздухом. Мы проводим самые разнообразные исследования отклонений, которые необходимы для более корректного составления плана с рекомендациями по улучшению состояния, устранения возможных проблем, ну или уменьшения воздействия негативного шума на организм человека.

Мы проводим измерения уровня шума на территории всей Москвы, а также Московской области не только на производственных участках, но и в жилых помещениях как в дневное так и в ночное время суток.

Протокол с заключением государственного характера позволяет использовать его во всех возможных действиях, где может пригодиться такой документ: начиная от санитарной государственной службы и заканчивая судебными разбирательствами.

Источник: https://ecotestexpress.ru/articles/shumomer-kak-ustroen-pribor-i-kak-ego-ispolzovat/

Акустические измерения. Измеряем АЧХ подручными средствами

Я купил bluetooth-наушники Motorola Pulse Escape. Звучание в целом понравилось, но остался непонятен один момент. Согласно инструкции, в них имеется переключение эквалайзера. Предположительно, наушники имеют несколько вшитых настроек, которые переключаются по кругу. К сожалению, я не смог определить на слух, какие там настройки и сколько их, и решил выяснить это при помощи измерений.

Итак, мы хотим измерить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) наушников — это график, который показывает, какие частоты воспроизводятся громче, а какие — тише. Оказывается, такие измерения можно произвести «на коленке», без специальной аппаратуры. Нам понадобится компьютер с Windows (я использовал ноутбук), микрофон, а также источник звука — какой-нибудь плеер с bluetooth (я взял смартфон). Ну и сами наушники, конечно.

(Под катом — много картинок).

Подготовка

Вот такой микрофон у меня нашёлся среди старых гаджетов. Микрофон копеечный, для разговоров, не предназначенный ни для записи музыки, ни тем более не для измерений.

Конечно, такой микрофон имеет свою АЧХ (и, забегая вперёд, диаграмму направленности), поэтому сильно исказит результаты измерений, но для поставленной задачи подойдёт, потому что нас интересуют не столько абсолютные характеристики наушников, сколько то, как они изменяются при переключении эквалайзера. У ноутбука имелся всего один комбинированный аудиоразъём.

Подключаем туда наш микрофон: Windows спрашивает, что за прибор мы подключили. Отвечаем, что это микрофон: Windows — немецкий, извините. Я ведь обещал использовать подручные материалы.

Тем самым единственный аудиоразъём оказывается занятым, поэтому и нужен дополнительный источник звука. Скачиваем на смартфон специальный тестовый аудиосигнал — так называемый розовый шум.

Настраиваем уровень чувствительности микрофона. Нажимаем правую кнопку мыши на значке громкоговорителя в Windows и выбираем регулировку устройств записи: Находим наш микрофон (у меня он получил название Jack Mic): Выбираем его в качестве устройства записи (птичка в зелёном кружочке). Выставляем ему уровень чувствительности поближе к максимуму: Microphone Boost (если есть) убираем! Это автоматическая подстройка чувствительности. Для голоса — хорошо, а при измерениях будет только мешать.

Устанавливаем на ноутбук измерительную программу. Я люблю TrueRTA за возможность видеть сразу много графиков на одном экране. (RTA — по-английски АЧХ). В бесплатной демо-версии программа измеряет АЧХ с шагом в октаву (то есть соседние точки измерения отличаются по частоте в 2 раза). Это, конечно, очень грубо, но для наших целей сойдёт.

При помощи скотча закрепляем микрофон около края стола, так чтобы его можно было накрыть наушником: Важно зафиксировать микрофон, чтобы не сдвинулся в процессе измерений. Подсоединяем наушники проводом к смартфону и кладём одним наушником поверх микрофона, так чтобы плотно закрыть его сверху — примерно так наушник охватывает человеческое ухо: Второй наушник свободно висит под столом, из него мы будем слышать включённый тестовый сигнал. Убеждаемся, что наушники лежат стабильно, их тоже нельзя сдвигать в процессе измерений. Можно начинать.

Измерения

Запускаем программу TrueRTA и видим: Основная часть окна — поле для графиков. Слева от него находятся кнопки генератора сигналов, он нам не понадобится, потому что у нас внешний источник сигнала, смартфон. Справа — настройки графиков и измерений. Сверху — ещё кое-какие настройки и управление. Ставим белый цвет поля, чтобы лучше видеть графики (меню View → Background Color → White). Выставляем границу измерений 20 Hz и количество измерений, скажем, 100.

Программа будет автоматически делать указанное количество измерений подряд и усреднять результат, для шумового сигнала это необходимо. Выключаем отображение столбчатых диаграмм, пусть вместо них рисуются графики (кнопка сверху с изображением столбиков, отмечена на следующем скриншоте). Сделав настройки, производим первое измерение — это будет измерение тишины. Закрываем окна и двери, просим детей помолчать и нажимаем Go: Если всё сделано правильно, в поле начнёт вырисовываться график.

Подождём, пока он стабилизируется (перестанет «плясать» туда-сюда) и нажмём Stop: Видим, что «громкость тишины» (фоновых шумов) не превышает -40dBu, и выставляем (регулятор dB Bottom в правой части окна) нижнюю границу отображения в -40dBu, чтобы убрать фоновый шум с экрана и покрупнее видеть график интересующего нас сигнала. Теперь будем измерять настоящий тестовый сигнал. Включаем плеер на смартфоне, начав с малой громкости. Запускаем измерение в TrueRTA кнопкой Go и постепенно прибавляем громкость на смартфоне.

Из свободного наушника начинает доноситься шипящий шум, а на экране возникает график. Добавляем громкость, пока график не достигнет по высоте примерно -10…0dBu: Дождавшись стабилизации графика, останавливаем измерение кнопкой Stop в программе. Плеер тоже пока останавливаем. Итак, что мы видим на графике? Неплохие басы (кроме самых глубоких), некоторый спад к средним частотам и резкий спад к верхним частотам. Напоминаю, что это не настоящая АЧХ наушников, свой вклад вносит микрофон.

Этот график мы возьмем в качестве эталонного. Наушники получали сигнал по проводу, в этом режиме они работают как пассивные динамики без всяких эквалайзеров, их кнопки не действуют. Занесём график в память номер 1 (через меню View → Save to Memory → Save to Memory 1 или нажав Alt+1). В ячейках памяти можно сохранять графики, а кнопками Mem1..Mem20 в верхней части окна включать или отключать показ этих графиков на экране.

Теперь отсоединяем провод (как от наушников, так и от смартфона) и подключаем наушники к смартфону по bluetooth, стараясь не сдвинуть их на столе. Снова включаем плеер, запускаем измерение кнопкой Go и, регулируя громкость на смартфоне, приводим новый график по уровню к эталонному. Эталонный график изображён зелёным, а новый — синим: Останавливаем измерение (плеер можно не выключать, если не раздражает шипение из свободного наушника) и радуемся, что по bluetooth наушники выдают такую же АЧХ, как по проводу.

Заносим график в память номер 2 (Alt+2), чтоб не ушёл с экрана. Теперь переключаем эквалайзер кнопками наушников. Наушники рапортуют бодрым женским голосом «EQ changed». Включаем измерение и, дождавшись стабилизации графика, видим: Хм. Кое-где есть отличия в 1 децибел, но это как-то несерьёзно. Скорее похоже на погрешности измерений. Заносим и этот график в память, переключаем эквалайзер ещё раз и после измерения видим ещё один график (если очень хорошо присмотреться): Ну, вы уже поняли.

Сколько я ни переключал эквалайзер на наушниках, никаких изменений это не давало!

На этом, в принципе, можно заканчивать работу и делать вывод: у этих наушников работающего эквалайзера нет. (Теперь понятно, почему его не получалось услышать).

Однако тот факт, что мы не увидели никаких изменений в результатах, огорчает и даже вызывает сомнения в правильности методики. Может, мы измеряли что-то не то?

Бонусные измерения

Чтобы убедиться, что мы измеряли АЧХ, а не погоду на Луне, давайте покрутим эквалайзер в другом месте. У нас же есть плеер в смартфоне! Воспользуемся его эквалайзером: И вот результат измерений: Вот это другое дело! Новый график заметно отличается от старых.

Занесём его тоже в память (у меня получился номер памяти 6) и найдём разность между новым графиком и эталонным, TrueRTA это умеет (меню Utilities → Difference): Вычитаем из графика номер 6 график номер 1 и помещаем результат в память номер 12. Убираем остальные графики с экрана кнопочками Mem1, Mem2 и т. д.

, оставляем только Mem12: Не правда ли, эта кривая приблизительно напоминает то, что обещал эквалайзер? Выключаем эквалайзер, с ним всё понятно. А ещё я говорил вначале, что нельзя двигать наушники и микрофон между измерениями. А что будет, если сдвинуть на сантиметр? Смотрите-ка, от сдвига график слегка изменился: басов поубавилось, верхов добавилось.

Это говорит, скорее всего, о том, что у микрофона различная чувствительность к звукам, приходящим с разных направлений (это называется диаграммой направленности). Проведём ещё один опыт: измерим звучание, отказавшись от закрытого объёма. Вот так: И что же мы видим в результате?
Куда пропали все наши басы? Вы их случайно не видели?

Источник: https://habr.com/post/407107/

прибор шумомер в автозвуке устройство и выбор

Подходя вплотную к автозвуку, на разных этапах, может потребоваться устройство для замера уровня шума и звукового давления, которое как раз и называется шумомером.

Притом не обязательно строить супердорогую, профессиональную аудиосистему, ровно как и не предполагается строить систему соревновательно уровня, чтобы найти применение этому полезному измерительному устройству.

Непосредственно прибор шумомер может понадобиться абсолютно всем и каждому, притом его значимость окажется выше для подготовки автомобиля к вибро и звуко изоляционным работам, нежели чем измерение звукового давления у собранной системы, которое больше актуально для профессионалов и преследует совсем другие цели.

Что такое шумомер. Виды и классификация

Шумомер — это прибор для измерения давления звука в некоторой точке пространства. Современные шумомеры изготавливаются специфическим образом, достаточно точно «воспроизводя» конструктивно систему человеческого слуха и восприятия звуковой информации.

Соответственно, измеряя шумомером и снимая показателя в некоторой области, где впоследствии будет располагаться человек, мы можем узнать какому уровню шума и звукового давления он подвергнется. Полученные значения обозначаются в децибелах (Дб). Различные шумомеры отличаются функционалом, способом обработки сигнала и вывода информации, размерами, материалом, исполнением и, наконец, предназначением.

В зависимости от того, какая требуется точность измерений (насколько прибор шумомер должен быть профессиональным) предусмотрена классификация по классам:

• Класс 0 — наиболее высокоточные из существующих
• Класс 1 — необходимая точность для лабораторных исследований
• Класс 2 — шумомеры для использования на производстве
• Класс 3 — бытовые шумомеры для повседневных нужд с приличной погрешностью

Принадлежность шумомера к тому или иному классу так же очень критична, поскольку от этого зависит и воспринимаемый прибором диапазон частот. Данная зависимость выглядит следующим образом: шумомеры класса 0 и класса 1 работают в диапазоне частот от 20 Гц до 18 кГц; шумомеры класса 2 работают в диапазоне частот от 20 Гц до 8 кГц, шумомеры класса 3 работают в диапазоне частот от 31,5 Гц до 8 кГц.

Такое деление по классам имеет прямую зависимость со стоимостью: самые точные шумомеры закономерно стоят больших денег, тогда как бытовые измерительные приборы доступны для подавляющего большинства.

Помимо классификации по точности измерения, шумомеры так же дополнительно делятся по классам установленных в них фильтров:

• Класс A — предназначен для небольшой громкости (в диапазоне 20–55 фон)
• Класс B — предназначен для средней громкости (в диапазоне 55–85 фон)
• Класс C — предназначен для высокой громкости (в диапазоне 85–140 фон)

Установленных фильтров может несколько, в этом случае необходимо переключение между ними в зависимости от предполагаемого уровня громкости измеряемых шумов.

Принцип работы шумомера и устройство

Как понятно уже из названия, прибор шумомер сконструирован для измерения шума, т.е. несогласованного между собой звука в слышимом диапазоне частот. Основной задачей прибора является определение звуковой интенсивности/давления в том диапазоне частот, на который изначально расчитан конкретный шумомер.

Принцип работы шумомера достаточно прост: он улавливает шум при помощи микрофона, преобразуя механические звуковые колебания в электрические. Затем полученные электрические колебания поступают на встроенный усилитель и усиливаются, потом посылаются на выпрямитель и ещё целый ряд встроенных фильтров для корректировки. Фильтры нужны для того, чтобы разбить беспорядочный звуковой фон на отдельные частоты и замерять интенсивность каждой в отдельности.

Устройство шумомера может отличаться в зависимости от цены и комплектации. Однако базовое устройство предполагает измерительный прибор с микрофоном, встроенным усилителем звука, набором корректирующих фильтров для частотного разделения поступившего звука, а так же дополнительных индикаторов. Для вывода полученных данных чаще всего используется LCD дисплей, хотя механические стрелочные индикаторы так же пользуются популярностью за счёт проверенной временем простоты и надёжности.

Современные устройства по замерению уровня шума зачастую так же оснащаются дополнительными функциями, например слотом для карты памяти (чтобы сохранять/переносить полученные данные), или разъёмом для подключения к ПК для дальнейшей обработки информации.

О целесообразности дополнительного функционала каждому судить для себя, однако для целей однократного или нечастого измерения звукового давления в салоне автомобиля все второстепенные функции будут скорее лишними, при этом они будут однозначно увеличивать конечную стоимость шумомера.

Какой шумомер подойдёт для целей автозвука?

Конечно и в области автозвука цели у специалистов могут быть разные: кому-то достаточно будет замерить уровень звукового давления в салоне для оценки общего вклада шумности самого автомобиля с целью последующего устранения; а кому-то потребуется достаточно профессиональный прибор шумомер, работающий в широком диапазоне частот на запредельных громкостях, чтобы оценить уровень интенсивности баса, снять таким образом показания SPL, что актуально уже для соревнований, и это будет совсем иной уровень. Нас интересует первый и более приземлённый «бытовой» вариант, т.к. в материалах на данном сайте не предполагается подготовка к SPL соревнованиям.

Поэтому для большинства несложных задач общего плана нам хватит шумомера 2-ого класса со встроенными фильтрами уровня «C» (для повышенной громкости). Шумомеры 3-его класса не совсем подходят под предполагаемые цели в перспективе измерений будущей аудиосистемы из-за ограниченного диапазона воспринимаемых прибором частот как снизу, так и сверху. Так же, поскольку измерения будут проводиться в салоне автомобиля, шумомер должен быть компактным, удобным, и в целом небольшим по размеру.

На что важно обратить внимание на этапе выбора шумомера под задачи подготовки к зашумлению салона автомобиля и прочих автозвуковых тонкостей? Для таких специфичных целей важно обратить внимание на:

• Класс фильтров, от которого зависит способность шумомера работать со звуком различной громкости/интенсивности. Наилучшим решением конечно же будет класс «C» для большой громкости
• Класс самого шумомера, отвечающий за его точность и вместе с тем рабочий диапазон частот. Данным параметром так же не следует пренебрегать, поскольку даже для простеньких измерений уровня звукового давления в салоне автомобиля (или же давления производимого аудиосистемой) необходим полноценный слышимый диапазон частот от 20 Гц до 20 кГц. Особенно значима нижняя планка в 20 Гц, поскольку у её границы и даже немного за пределами находится основной спектр нежелательных шумов, которые могут возникать призвуками, вибрациями и т.д.
• Компактность и энергопотребление. Для работы в ограниченном пространстве автомобиля будет иметь значение компактность самого прибора и его неприхотливость, а так же длительность автономной работы от встроенных (или же внешних) элементов питания.

Альтернативные способы измерения уровня звукового давления

В широком понимании прибор шумомер не только бывает в отдельном корпусе и в том классическом представлении, что было дано выше, но данное устройство так же может входить в состав других измерительных приборов или же заменяться аналогами, например при наличие соответствующего ПО и микрофона. Наиболее распространённые альтернативные варианты шумомеров, которые в том числе могут помочь с конкретной задачей по измерению уровня звукового давления в салоне автомобиля:

• Смартфон и приложения для измерения звукового давления. В наше время смартфон есть практически у каждого человека, и с его помощью так же можно произвести достаточно приблизительные замеры уровня звукового давления в конкретной точке пространства. Для этого у смартфона изначально имеется всё необходимое конструктивно, а именно устройство с процессором и микрофоном. В качестве ПО существует достаточно большое количество программ, способных превратить гаджет в шумомер за несколько минут, притом программы могут быть как платными так и бесплатными. Существенным недостатком данного метода измерения стоит отметить изначальную неприспособленность любого телефона к решению подобных технически сложных задач: обычно микрофон смартфона достаточно низкочувствительный и создан изначально совсем для других целей. Именно поэтому полученные данные измерения звукового давления будут очень ограниченными и приблизительными. Стоит с опаской строить теорию вибро и звукоизоляции, опираясь только на измерения смартфона. Однако в качестве крайней меры данный способ измерений вполне имеет место быть. Ещё одним недостатком использования смартфона в качестве альтернативы шумомеру стоит отметить достаточно высокую сложность, с которой можно столкнуться на этапе настройки приложения и подготовки его к работе, например. Зависит от программы, но некоторые приложения требуют предварительной настройки/калибровки, без которой полученные измерения вовсе будут неактуальны.
• Компьютер/ноутбук с микрофоном и соответствующими приложениями. Такой вариант уже более профессиональный и продвинутый, он позволяет и сохранить мобильность измерений (в случае с компактным ноутбуком), а так же получить высокоточные значения измерений, которые при должном уровне микрофона и самого железа компьютера могут даже не уступать шумомерам в собственном корпусе. Однако и у данного способа есть немалые недостатки: он достаточно дорогостоящий и весьма сложный при освоении, точно не подходит новичкам. Зачастую полностью разобраться с навороченным функциональным программным обеспечением под силу только специалисту, тоже самое относится и к возможности задействовать весь безграничный потенциал данного метода измерений.
• Встроенный шумомер на борту другого устройства. В последнее время всё чаще стали появляться устройства т.н. «всё в одном», у которых сходу «на борту» можно найти и установленный шумомер. В частности это могут быть различные мультиметры с расширенным функционалом. Такой вариант уже будет весьма привлекателен для новичков и людей, которым не нужны излишние тонкости измерений, а достаточно просто увидеть и оценить общую картину шумности. Шумомеры, найденные в составе таких устройств, они конечно не будут отличаться ни высокой точностью измерений, ни наличием продвинутых фильтров… Такой шумомер выступает скорее в роли «придатка» или «бонуса», но весьма и весьма приятного и уместного для тех, кто всерьёз занялся автозвуком. Поэтому с помощью такого устройства вполне допускается произвести поверхностное измерение для получения приблизительных результатов уровня шумности в салоне, на основании которых вполне можно строить стратегии по дальнейшему зашумлению салона автомобиля.

Источник: http://nopoint.ru/shumomer-i-avtozvuk-osobennosti-ustrojstva-i-vybor/