一文看懂聲音傳感器各種輸入參數術語
●聲頻
正常可聽到的聲音的頻率。一般20Hz~20kHz的范圍。
●聲強
聲強是在垂直于聲波傳播方向上,單位時間內通過單位面積的聲能,用I表示,單位是W/m2,W為聲功率。
聲強級LI(dB)表示為 LI=10lg(I/I0),式中,I0—基準聲強,取為10-12W/m2
●聲壓
聲波在介質中產生的余量壓強(與大氣靜壓力相比)稱為聲壓,單位為Pa或ubar(1Pa=10ubar=1N/m2)。
聲壓的大小可用瞬時聲壓、峰值聲壓、有效聲壓和聲壓級來表示。
正常人耳剛能聽到的聲音的聲壓是2×10-5Pa(或2×10-4ubar),這個聲壓稱為聽閾聲壓。當聲壓達到20Pa(200 ubar)時,人耳將產生疼痛感覺,稱為痛閾聲壓。
●參考聲壓
以dB(分貝)表示聲壓時,需要取一個統(tǒng)一的聲壓值作為參考值。電聲學中取接近人耳剛能聽到的1kHz聲波時的聲壓值(聽閾聲壓)作為參考聲壓。
●聲壓級
從聽閾到痛閾(2×105~20Pa)相差1百萬倍。為表示聲壓方便起見,習慣上用聲音的聲壓和參考聲壓比值的常用對數表達式(即聲壓級)來表示聲音的強弱,即Lp=20 lgP/P0(dB)
式中,LP-聲壓級,它是無量綱的相對量;p-聲壓,單位為Pa; P0-參考聲壓。
由于采用了聲壓級,就把相差1百萬倍的可聞聲壓范圍簡化成0~120dB的聲壓級變化。
由上式可知,聲壓增加一倍,聲壓級增加6dB。
●聲場
有聲波傳播的彈性媒介的空間。
●聲級
在聲場中某一點的聲級是根據不同計權網絡A、B、C等分檔的聲級計上獲得的聲壓級。
●響度級
人耳對聲音的感覺不僅與聲壓有關,而且還和聲波的頻率有關。頻率反映聲調的高低,引起人耳聽覺反映的頻率范圍為20~20kHz。根據人耳的特性,引入了一個把頻率和聲壓級統(tǒng)一起來的、反映人們主觀感覺的量-響度。響度用響度和響度級兩個主觀量來衡量。工程上,首先通過實驗確定出響度級,再由響度級來確定響度。
響度級是通過聽覺實驗確定的,單位是phon(方)。當某噪聲聽起來與參考聲壓一樣響時,該參考聲壓的聲壓級(dB)即為該噪聲的響度級。例如,某噪聲聽起來與聲壓級80dB的參考聲壓一樣響,則該噪聲的響度級即為80phon。通過該法,亦可得出整個可聞頻率域純音的響度級。
響度級是一個相對量,它不能直接反映人耳對聲音強弱的感覺程度。響度級一般用LN表示。
●響度
響度是反映聽覺判斷聲音強弱的量,單位是sone(宋)。響度和響度級的換算關系為lgN=0.03Ls-1.2
由上式可知,1sone的響度相當于40phon的響度級。響度級每增加10phon,響度增加一倍;響度級降低10phon,響度相當于降低50%,若響度級降低20phon,則響度相當降低75%。所以用響度來表示聲音的大小,能直接表示出聲音增加或降低的百分數。
●混響
聲源停止后,聲音尚能持續(xù)的現象
●混響聲場
滿足下列條件的聲場稱為混響聲場:
室內聲能密度均勻;
聲能向各方向傳遞的概率相等;
各方向傳到空間某點的聲波相位是隨機的
滿足上述條件的房間,則稱之為混響室。
●自由聲場
只有直達聲而無反射聲的聲場
●聲能
在介質中由于聲波存在而具有的能量。一般以聲功率W和聲功率級Lw表示。聲功率是聲源在單位時間內發(fā)射出的總能量,用W表示,單位是W(瓦)。
式中,S-包圍聲源的封閉面積(m2);In-聲強在面積元dS法線方向上的分量(W/m2)
在自由場,當聲波是球面輻射時,W=I球·4πr2
式中,I球-半徑為r的半球面的平均聲強。若聲源在開闊空間的地面上,聲波只向半球面輻射時,W=I球·2πr2
式中,I半球-半徑為r的半球面的平均聲強。
聲功率的定義為Lw=10 lg(w/w0)
式中,W-聲功率(W);W0-基準聲功率,取為10-12W。
如果聲源的尺寸遠小于聲波的波長,則該聲源可視為點聲源。此時,聲波將呈球面波的形式,較均勻地向各個方向輻射。多數情況下,聲源附近的聲波可近似看作球面波
對球面波
Lw=10lg(I球4πr2/w0)=Lp+20lgr+11(dB)
對半球面波
Lw=Lp+20 Ig r+8(dB)
●聲阻抗
在一定表面上的聲阻抗等于作用在該表面上的聲壓與透過該面積的通量體積速度的復數比
●聲阻
在聲振動系統(tǒng)中,由于媒介質具有粘滯性質使系統(tǒng)產生的阻尼。
●計權網絡
指衰減量隨頻率按一定標準而變化的網絡。在聲學測量裝置(聲級計)中,接入一組濾波器(即計權網絡),使測得的結果更接近于人對噪聲的感覺和某些其他的用途.
●噪聲
噪聲測量在聲學測量中占有很重要的地位。噪聲有兩類,它既指一些不規(guī)則的、間歇的聲波,也指一切不希望有的擾動或干擾聲音。人們所處環(huán)境中所有噪聲的總和稱為環(huán)境噪聲。
噪聲的時間特性對于此噪聲是否能容忍影響很大。例如,平均噪聲級為35dB但無較高瞬時峰值的環(huán)境噪聲,要比噪聲級為25dB而有較大瞬時峰值的環(huán)境噪聲更為有害。