噪声测量ABC1106

膜片驻极体 背极板驻极体
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• 测量传声器按用途和精度可分为：
实验室标准传声器LS（用作计量基准或计量标准） 工作标准传声器WS（用作计量标准或工作计量器具） 测试传声器 （用作工作计量器具或仪器元件）
• 按外形尺寸，测量传声器可分为：
1英寸传声器（23.77 mm ，23.77 mm ） ½英寸传声器（12.7 mm ，13.2 mm ） ¼英寸传声器（6.35 mm ，7 mm ） 1/8英寸传声器（3.175 mm ，3.5 mm ）
3.3 测量传声器
3.3.1 测量传声器的用途 • 测量传声器是一种声电换能器，用于将声信号转 换为相应的电信号。
• 测量传声器可用作：
计量基准； 计量标准； 工作计量器具； 噪声测量仪器中的声电换能元件。
3.3.2 测量传声器的分类
• 按工作原理，测量传声器可分为：
动圈式传声器 压电式传声器 电容式传声器（主要用作标准传声器） 驻极体传声器（用于大部分的测量仪器中）
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主持或参与编写的国家标准
• GB/T 3783.1－2010 声级计 第1部分:规范 • GB/T 3783.2－2010 声级计 第2部分:型式评定试验 • GB/T 20441.1－2010 测量传声器 第1部分:实验室标准传 • • • • • • • •
声器规范 GB/T 20441.4－2006 测量传声器 第4部分:工作标准传声 器规范 GB/T 20441.5－XXXX 测量传声器 第5部分:工作标准传 声器声压校准的比较法 GB/T 15173－2010 电声学 声校准器 GB/T 15952－2010 电声学 个人声暴露计规范 实验室仪器和设备质量检验规则 实验室仪器和设备常用图形符号 实验室仪器和设备词汇 噪声测量仪器 磁电系速度传感器
• 电容式传声器的优点：
频率范围宽； 动态范围大； 系统线性好。
• 电容式传声器的缺点：
需由外部提供极化电压； 环境稳定性差。
• 驻极体传声器又称为预极化电容传声器，它由内
部高分子材料产生的内部电场代替外部电场，从 而克服了电容传声器中由于外部极化电压所产生 的高电场所引发的各种问题。 驻极体传声器有两种
1 有关噪声的基本知识
1.1 声音的作用
• 交谈 • 享受音乐 • 提醒和警告 • 质量评价和诊断
Vuvuzela 呜呜祖拉
• 音量高达127 dB • 驱赶狒狒和猛兽 • 召集部落会议
1.2 什么是声音 声音的定义： 在空气、水和其它弹性媒介中，人耳所能听到的 任何压力变化。 含义： • 从物理角度：声音是可引起听觉的声波。 • 从生理角度：声音是由声波所引起的听觉。 • “声”是一般的术语 • “音”通常指有调的声
2 声学计量
2.1 什么是声学 声学是研究声波的产生、传播、接收和效 应的科学。 声学包括如下学科：
• • • • 电声学 水声学 超声学和声能学 生理声学和心理声学 • • • • 语言声学 音乐声学 建筑声学 噪声和噪声控制
2.2 计量与测量 • 计量和测量是两个不同的概念
测量是以确定量值为目的一组操作。
观评价参量（如响度）的测量、保证单位统一和 量值准确的科学技术。
• 根据声波的传播介质和频率的不同，声学计量分
为：
* 空气声计量 * 超声计量 * 水声计量 * 听力计量
2.4 空气声的量值传递和溯源
右图说明了空气声声 压量值传递和溯源
自上而下为传递 由下往上为溯源
• 计量基准用于量值的
• •
1.7 什么是噪声
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许多的声音是不悦耳的或是不受欢迎的，有的声音还给 人们带来伤害，这类声音即为噪声。 噪声给人们带来烦恼的程度不仅与声音的性质有关，还 取决于人的主观态度：
喷气式飞机在试飞时的声音，对飞机设计师也许象音乐般悦耳， 但对居住在跑道末端的居民却时震耳欲聋的极度痛苦。 玻璃上的刮擦声和水龙头的滴水声，尽管声音很小，可能比响 雷更令人烦躁。
1.6 时间计权声压级
由于： • 人耳的惯性，声音的持续时间越短，人耳的灵敏 度越低。 • 为便于测量。 IEC规定了三种时间计权 • S（称为慢计权） 时间常数为1 s • F（称为快计权） 时间常数为125 ms • I（称为脉冲计权） 前沿时间常数为35 ms 后沿时间常数为1500 ms 经时间计权的声级称为时间计权声级。
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噪声的定义：
一切不需要的声音。
噪声的种类
• 按声源可分为：
机械噪声源：撞击噪声、磨擦噪声、电磁噪声、结构振动辐射噪 声等； 空气动力性噪声源：喷射噪声、涡流噪声、燃烧噪声、激波噪声 等； 交通运输工具噪声源：汽车噪声、铁路噪声、飞机噪声等； 社会活动噪声源。
• 根据噪声的时间特性，可分为：
噪 声 测 量 ABC
衡阳衡仪电气有限公司 教授高工 刘湘衡
衡阳衡仪电气有限公司产品
• 电工仪表 • 噪声测量仪器 • 工业自动化仪表盘 • 低压电器成套装置
刘湘衡
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衡阳衡仪电气有限公司董事、首席工程师
教授级高级工程师
国务院特殊津贴专家
全国电声学标准化技术委员会委员 全国声学计量技术委员会委员 机械工业实验室仪器标准化技术委员会委员 衡阳市专家联谊会理事
复现和保存。 计量标准用于量值的 传递。 工作计量器具用于测 量。
3 噪声测量仪器
3.1 仪器仪表的分类
工业自动化仪 表与控制系统
PA、FA、（BA）、IA
分析、电工、电子、光学、 试验机、实验仪器、测绘
供应用、衡器、常用观测、 家用医疗 车用、教学、医疗、环境监测、 农林牧渔、气象海洋导航、核 测量、勘探地震、计时
空气（20℃）中的声速为343 m/s 水（25℃）中和声速为1497 m/s 钢铁中的声速约为5000 m/s
1.3 声压和声压级
• 有声波时，媒质中压力与静压的差值称为
声压。
• 声压的单位为帕[斯卡]（Pa）。 • 健康人耳所能听到的最低声音为20 μPa，
所能随承受的最高声音约为200 Pa。
传声器图
3.3.3 电容传声器的工作原理
• 构成电容两极板（导
电的弹性膜片和刚性 的后极板）上的电荷 由外加的极化电压 （通常为200 V）提 供，也可由极板材料 （预极化的电介质） 产生。 电容传声器的膜片质 量很小，可随声压的 变化而运动，从而改 变膜片与后极板间的 距离，其电容量也相 应改变。
声压级的单位为分贝（dB）,即1贝尔的十分之一 P0为基准声压，其值为20 μPa
• 对应20 μPa~200 Pa声压，声压级为0 dB~140 dB
• 可闻域：0 dB； • 痛域：140 dB； • 1 dB：人耳可分辨的
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常见声音的声压和声压级
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最小的声音变化； 3 dB：两 个相同的声 音相加，声压级的增 加值； 6 dB：声压加倍时， 声压级的增加值； 10 dB：声音的响度为 原来的二倍。
• 噪声对心血管系统的影响
* 心跳加快，心律不齐； * 血管痉挛，血压升高； * 心血管疾病加重。
* 情绪不稳定，易怒 。
噪声对人的危害 • 噪声对消化系统的影响：
* 消化不良，食欲不振； * 恶心，甚至呕吐； * 引发胃病或胃溃疡。
• 噪声对生殖系统的影响：
* 妇女月经失调； * 男子精子质量下降，甚至引起不育。
计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。 计量是测量的基础，测量是计量的目的。 • 声学计量为十大计量之一
* * * * * 几何量计量 力学计量 电子学计量 光学计量 电离辐射计量 * * * * * 热学计量 电磁学计量 声学计量 时间频率计量 物理化学计量
2.3 声学计量的分科
• 声学计量是研究声学基本参量（如声压等）和主
• 噪声的影响还在研究之中
噪声对人的危害 • 随着人们生活现代化的进程，噪声的影响日益凸
•
显，噪声抱怨日益增多。 2011年3•15《“维权万人行”消费电子质量与今后 大调查报告》：
噪声破坏物体
• 声震 • 声疲劳
1977年荷兰皇家海军陆战队 解救被劫持列车的战例
低噪声设计NVH
美国黑鹰直升机 与击毙本•拉登台

• 根据噪声的频率成份，可分为：
稳态噪声（声压级变化不超过5 dB） 周期性变化噪声 无规噪声 脉冲声
白噪声（频谱连续并且基本均匀的噪声 ） 粉红噪声（低频分量占主要成份的噪声） 窄带噪声（能量集中在一个频率或很窄的频带内的噪声）
1.8 噪声的危害
• 四大环境公害：

刘湘衡
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1975年毕业于湖南大学电磁测量与仪表专业 从事仪器仪表设计与企业管理36年 主持国家和省部级重点项目20余项 获全国科学大会奖及各级科技进步奖8项 发表学术论文30余篇 参与编写《中国大百科全书》、《机械工程手 册》、《ห้องสมุดไป่ตู้量检测人员培训教材之声学计量》 主持制订国家标准、国家计量检定规程和国家校 准规范20余项

废水 废气 固体废弃物 噪声
电磁辐射
• 噪声对人的危害是全身性的 • 高声级的声音可能破坏物体
噪声对人的危害 • 噪声对听觉系统的影响：
• 噪声对神经系统的影响：
* 听力下降，妨碍语言交流； * 引起噪声性耳聋。 * 耳鸣、烦恼、影响睡眠； * 注意力不集中，反映迟钝，影响工作能力和效率； * 记忆力减退；
由于： • 人耳所能处理的声压从20 μPa至200 Pa，大小相差千万倍， 处理起来不甚方便； • 人耳的反应与声压变化的百分数成正比，即，人耳具有对 数特性。 故引入了声压级 • 级：level • 声压级：给定的方均根声压与基准声压之比的以10为底的 对数的20倍 p L p 20 lg p0