שימוש במוני רמת קול בתעשיית הרכב

שימוש במוני רמת קול בתעשיית הרכב

המבנה ועקרון העבודה של מד רמת הקול

מד רמת הקול הוא מכשיר שיכול למדוד את רמת הרעש של רעש תעשייתי, רעש ביתי, רעשי תנועה וכו' בהתאם למאפייני השמיעה של האוזן האנושית. רמת הרעש מתייחסת לרמת לחץ הקול (dB) או רמת העוצמה (phon) הנמדדת עם מד רמת קול ומתוקנת לשמיעה. לפי הדיוק של מד רמת הקול המודד 100{{10}}הרץ טהור בתנאים סטנדרטיים, בשנות ה-60, מד רמת הקול חולק לשניים קטגוריות בעולם, אחת נקראת מד רמת קול מדויק, והשנייה נקראת מד רמת קול רגיל. גם המדינה שלנו מאמצת את השיטה הזו. מאז שנות ה-70, חלק מהמדינות הציגו שיטה של ​​ארבע קטגוריות, המחולקת לסוג 0, סוג 1, סוג 2 וסוג 3. הדיוק שלהן הוא ±0.4dB, ±0.7dB, ±1.0dB ו-±1.5dB, בהתאמה. על פי מקורות הכוח השונים המשמשים את מד רמת הקול, ניתן לחלק אותו גם למד רמת קול מסוג AC וסוג DC עם סוללות יבשות, והאחרון יכול להיות גם נייד. לנייד יש את היתרונות של גודל קטן, משקל קל ושימוש נוח באתר.

בדרך כלל, הוא מורכב ממיקרופון, מגבר, מחליש, רשת שקלול, גלאי, מד חיווי ואספקת חשמל.

(1) מיקרופון
מדובר במכשיר הממיר אות לחץ קול לאות מתח, המכונה גם מיקרופון, ומהווה חיישן מצוין. המיקרופונים הנפוצים הם קריסטל, אלקטרט, סליל נע וקבל.

חיישן הסליל הנע מורכב מדיאפרגמה רוטטת, סליל נע, מגנט ושנאי. הסרעפת הרוטטת מתחילה לרטוט לאחר שהיא נתונה ללחץ גלי קול, ומניעה את הסליל הנעים המותקן איתה לרטוט בשדה המגנטי ליצירת זרם מושרה. הזרם משתנה בהתאם לגודל הלחץ האקוסטי על הדיאפרגמה הרוטטת. ככל שלחץ הקול גדול יותר, כך גדל הזרם שנוצר; ככל שלחץ הקול קטן יותר, הזרם שנוצר קטן יותר.

חיישנים קיבוליים מורכבים בעיקר מדיאפרגמות מתכת ואלקטרודות מתכת הקרובות זו לזו, שהיא בעצם קבל פלטה שטוחה. דיאפרגמת המתכת ואלקטרודות המתכת מהווים את שתי הלוחות של הקבל השטוח. כאשר הדיאפרגמה נתונה ללחץ קול, הסרעפת מתעוותת, המרחק בין שני הלוחות משתנה, וגם הקיבול משתנה, וכך נוצר מתח חילופין שצורת הגל שלו נמצאת בטווח הליניארי של המיקרופון ורמת לחץ הקול יצירת יחס מממש את הפונקציה של המרת אות לחץ הקול לאות מתח.

מיקרופון קונדנסר הוא מיקרופון אידיאלי במדידה אקוסטית. יש לו את היתרונות של טווח דינמי גדול, תגובת תדר שטוחה, רגישות גבוהה ויציבות טובה בסביבת מדידה כללית, כך שהוא נמצא בשימוש נרחב. מכיוון שעכבת המוצא של החיישן הקיבולי היא גבוהה מאוד, יש צורך לבצע טרנספורמציה של עכבה דרך הקדם מגבר. הקדם-מגבר מותקן בתוך מד רמת הקול קרוב לחלק בו מותקן החיישן הקיבולי.

(2) מגבר ומחליש
נכון להיום, מגברים פופולריים מקומיים ומיובאים רבים משתמשים במגברים דו-שלביים במעגל ההגברה, כלומר מגבר הכניסה והמגבר המוצא, שתפקידם להגביר את האות החשמלי החלש. מנחת הכניסה ומנחת המוצא משמשים לשינוי הנחתה של אות הכניסה והנחתה של אות המוצא, כך שהמצביע של ראש המדד מצביע על המיקום המתאים, וההנחתה של כל הילוך היא 1{{2 }} דציבלים. טווח ההתאמה של המנחת המשמש את מגבר הקלט הוא תחתית המדידה (כגון 0~70 dB), וטווח ההתאמה של המנחת המשמש את מגבר המוצא הוא המדידה (70~120 dB). החוגות של מנחתי הקלט והפלט עשויים לעתים קרובות בצבעים שונים, וכרגע שחור ושקוף הם לעתים קרובות מזווגים. מכיוון שהגבוה והנמוך של מדי רמת קול רבים מוגבלים ב-70 דציבלים, יש צורך למנוע חריגה מהמגבלה בעת סיבוב, כדי לא לפגוע במכשיר.

(3) רשת שקלול
על מנת לדמות את הרגישויות השונות של השמיעה האנושית בתדרים שונים, קיים אחד מובנה שיכול לדמות את מאפייני השמיעה של האוזן האנושית ולתקן את האות החשמלי לרשת הדומה לשמיעה. רשת זו נקראת רשת שקלול. רמת לחץ הקול הנמדדת דרך רשת הניפוח אינה עוד רמת לחץ הקול של הכמות הפיזית האובייקטיבית (הנקראת רמת לחץ קול ליניארית), אלא רמת לחץ הקול המתוקנת על ידי חוש השמיעה, הנקראת רמת הקול המשוקללת או רמת הרעש.

בדרך כלל ישנם שלושה סוגים של רשתות שקלול: A, B ו-C. רמת הקול המשוקללת A היא לדמות את מאפייני התדר של האוזן האנושית לרעש בעוצמה נמוכה מתחת ל-55 דציבלים; רמת הקול המשוקללת B היא לדמות את מאפייני התדר של רעש בעוצמה בינונית בין 55 ל-85 דציבלים; רמת הקול המשוקלל C היא לדמות את מאפייני התדר של מאפיין רעש בעוצמה גבוהה. ההבדל בין השלושה הוא מידת הנחתה של מרכיבי הרעש בתדר נמוך. א' מחליש הכי הרבה, אחריו ב' ו-ג' הכי פחות. רמת קול משוקלל A היא מדידת הרעש הנפוצה ביותר בעולם מכיוון שהעקומה האופיינית שלה קרובה למאפייני השמיעה של האוזן האנושית. B ו-C שימשו בהדרגה.

קריאות רמת הרעש שנלקחו ממד רמת הקול חייבות להצביע על תנאי המדידה.

(4) גיאופון וראש מחוון

על מנת להציג את האות המוגבר דרך ראש המונה, יש צורך גם בגלאי שימיר את אות המתח המשתנה במהירות לאות מתח DC המשתנה לאט יותר. גודלו של מתח DC זה פרופורציונלי לגודל אות הכניסה. בהתאם לצרכי המדידה, ניתן לחלק את הגלאי לגלאי שיא, גלאי ממוצע וגלאי RMS שחור. גלאי השיא יכול לתת את הערך המקסימלי במרווח זמן מסוים, והגלאי הממוצע יכול למדוד את הערך הממוצע המרבי במרווח זמן מסוים. גלאי ריבוע שורש משמשים ברוב המדידות, למעט צלילים אימפולסיביים כגון ירי, הדורשים מדידות שיא.