一文看懂聲音傳感器各種輸入?yún)?shù)術(shù)語(yǔ)
●聲頻
正??陕?tīng)到的聲音的頻率。一般20Hz~20kHz的范圍。
●聲強(qiáng)
聲強(qiáng)是在垂直于聲波傳播方向上,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的聲能,用I表示,單位是W/m2,W為聲功率。
聲強(qiáng)級(jí)LI(dB)表示為 LI=10lg(I/I0),式中,I0—基準(zhǔn)聲強(qiáng),取為10-12W/m2
●聲壓
聲波在介質(zhì)中產(chǎn)生的余量壓強(qiáng)(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(shí)聲壓、峰值聲壓、有效聲壓和聲壓級(jí)來(lái)表示。
正常人耳剛能聽(tīng)到的聲音的聲壓是2×10-5Pa(或2×10-4ubar),這個(gè)聲壓稱為聽(tīng)閾聲壓。當(dāng)聲壓達(dá)到20Pa(200 ubar)時(shí),人耳將產(chǎn)生疼痛感覺(jué),稱為痛閾聲壓。
●參考聲壓
以dB(分貝)表示聲壓時(shí),需要取一個(gè)統(tǒng)一的聲壓值作為參考值。電聲學(xué)中取接近人耳剛能聽(tīng)到的1kHz聲波時(shí)的聲壓值(聽(tīng)閾聲壓)作為參考聲壓。
●聲壓級(jí)
從聽(tīng)閾到痛閾(2×105~20Pa)相差1百萬(wàn)倍。為表示聲壓方便起見(jiàn),習(xí)慣上用聲音的聲壓和參考聲壓比值的常用對(duì)數(shù)表達(dá)式(即聲壓級(jí))來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱,即Lp=20 lgP/P0(dB)
式中,LP-聲壓級(jí),它是無(wú)量綱的相對(duì)量;p-聲壓,單位為Pa; P0-參考聲壓。
由于采用了聲壓級(jí),就把相差1百萬(wàn)倍的可聞聲壓范圍簡(jiǎn)化成0~120dB的聲壓級(jí)變化。
由上式可知,聲壓增加一倍,聲壓級(jí)增加6dB。
●聲場(chǎng)
有聲波傳播的彈性媒介的空間。
●聲級(jí)
在聲場(chǎng)中某一點(diǎn)的聲級(jí)是根據(jù)不同計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)A、B、C等分檔的聲級(jí)計(jì)上獲得的聲壓級(jí)。
●響度級(jí)
人耳對(duì)聲音的感覺(jué)不僅與聲壓有關(guān),而且還和聲波的頻率有關(guān)。頻率反映聲調(diào)的高低,引起人耳聽(tīng)覺(jué)反映的頻率范圍為20~20kHz。根據(jù)人耳的特性,引入了一個(gè)把頻率和聲壓級(jí)統(tǒng)一起來(lái)的、反映人們主觀感覺(jué)的量-響度。響度用響度和響度級(jí)兩個(gè)主觀量來(lái)衡量。工程上,首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定出響度級(jí),再由響度級(jí)來(lái)確定響度。
響度級(jí)是通過(guò)聽(tīng)覺(jué)實(shí)驗(yàn)確定的,單位是phon(方)。當(dāng)某噪聲聽(tīng)起來(lái)與參考聲壓一樣響時(shí),該參考聲壓的聲壓級(jí)(dB)即為該噪聲的響度級(jí)。例如,某噪聲聽(tīng)起來(lái)與聲壓級(jí)80dB的參考聲壓一樣響,則該噪聲的響度級(jí)即為80phon。通過(guò)該法,亦可得出整個(gè)可聞?lì)l率域純音的響度級(jí)。
響度級(jí)是一個(gè)相對(duì)量,它不能直接反映人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的感覺(jué)程度。響度級(jí)一般用LN表示。
●響度
響度是反映聽(tīng)覺(jué)判斷聲音強(qiáng)弱的量,單位是sone(宋)。響度和響度級(jí)的換算關(guān)系為lgN=0.03Ls-1.2
由上式可知,1sone的響度相當(dāng)于40phon的響度級(jí)。響度級(jí)每增加10phon,響度增加一倍;響度級(jí)降低10phon,響度相當(dāng)于降低50%,若響度級(jí)降低20phon,則響度相當(dāng)降低75%。所以用響度來(lái)表示聲音的大小,能直接表示出聲音增加或降低的百分?jǐn)?shù)。
●混響
聲源停止后,聲音尚能持續(xù)的現(xiàn)象
●混響聲場(chǎng)
滿足下列條件的聲場(chǎng)稱為混響聲場(chǎng):
室內(nèi)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(diǎn)的聲波相位是隨機(jī)的
滿足上述條件的房間,則稱之為混響室。
●自由聲場(chǎng)
只有直達(dá)聲而無(wú)反射聲的聲場(chǎng)
●聲能
在介質(zhì)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(jí)Lw表示。聲功率是聲源在單位時(shí)間內(nèi)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(qiáng)在面積元dS法線方向上的分量(W/m2)
在自由場(chǎng),當(dāng)聲波是球面輻射時(shí),W=I球·4πr2
式中,I球-半徑為r的半球面的平均聲強(qiáng)。若聲源在開(kāi)闊空間的地面上,聲波只向半球面輻射時(shí),W=I球·2πr2
式中,I半球-半徑為r的半球面的平均聲強(qiáng)。
聲功率的定義為L(zhǎng)w=10 lg(w/w0)
式中,W-聲功率(W);W0-基準(zhǔn)聲功率,取為10-12W。
如果聲源的尺寸遠(yuǎn)小于聲波的波長(zhǎng),則該聲源可視為點(diǎn)聲源。此時(shí),聲波將呈球面波的形式,較均勻地向各個(gè)方向輻射。多數(shù)情況下,聲源附近的聲波可近似看作球面波
對(duì)球面波
Lw=10lg(I球4πr2/w0)=Lp+20lgr+11(dB)
對(duì)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(guò)該面積的通量體積速度的復(fù)數(shù)比
●聲阻
在聲振動(dòng)系統(tǒng)中,由于媒介質(zhì)具有粘滯性質(zhì)使系統(tǒng)產(chǎn)生的阻尼。
●計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)
指衰減量隨頻率按一定標(biāo)準(zhǔn)而變化的網(wǎng)絡(luò)。在聲學(xué)測(cè)量裝置(聲級(jí)計(jì))中,接入一組濾波器(即計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)),使測(cè)得的結(jié)果更接近于人對(duì)噪聲的感覺(jué)和某些其他的用途.
●噪聲
噪聲測(cè)量在聲學(xué)測(cè)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(dòng)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(shí)間特性對(duì)于此噪聲是否能容忍影響很大。例如,平均噪聲級(jí)為35dB但無(wú)較高瞬時(shí)峰值的環(huán)境噪聲,要比噪聲級(jí)為25dB而有較大瞬時(shí)峰值的環(huán)境噪聲更為有害。