Η δομή και η αρχή λειτουργίας των ηχομετρητών στάθμης
Γενικά αποτελείται από μικρόφωνο, ενισχυτή, εξασθενητή, δίκτυο στάθμισης, ανιχνευτή, κεφαλή δείκτη και τροφοδοτικό.
(1) Το μικρόφωνο είναι μια συσκευή που μετατρέπει τα σήματα ηχητικής πίεσης σε σήματα τάσης, επίσης γνωστή ως μικρόφωνο ή αισθητήρα. Οι συνηθισμένοι τύποι μικροφώνων περιλαμβάνουν τα κρύσταλλα, τα ηλεκτρικά, τα κινούμενα πηνία και τα χωρητικά.
Ένας αισθητήρας δυναμικού πηνίου αποτελείται από ένα δονούμενο διάφραγμα, ένα κινητό πηνίο, έναν μαγνήτη και έναν μετασχηματιστή. Αφού υποβληθεί σε ακουστική πίεση, το δονούμενο διάφραγμα αρχίζει να δονείται και οδηγεί το κινητό πηνίο που είναι εγκατεστημένο μαζί του να δονείται στο μαγνητικό πεδίο, δημιουργώντας επαγόμενο ρεύμα. Το ρεύμα ποικίλλει ανάλογα με το μέγεθος της ακουστικής πίεσης που επενεργεί στο δονούμενο διάφραγμα. Όσο υψηλότερη είναι η ηχητική πίεση, τόσο μεγαλύτερο είναι το παραγόμενο ρεύμα. Όσο χαμηλότερη είναι η ηχητική πίεση, τόσο μικρότερο είναι το παραγόμενο ρεύμα.
Οι χωρητικοί αισθητήρες αποτελούνται κυρίως από μεταλλικές μεμβράνες και στενά γειτονικά μεταλλικά ηλεκτρόδια, ουσιαστικά έναν επίπεδο πυκνωτή. Το μεταλλικό φιλμ και το μεταλλικό ηλεκτρόδιο σχηματίζουν τις δύο πλάκες του επίπεδου πυκνωτή. Όταν το διάφραγμα υποβάλλεται σε ηχητική πίεση, παραμορφώνεται, προκαλώντας αλλαγή στην απόσταση μεταξύ των δύο πλακών και αλλαγή στην χωρητικότητα, με αποτέλεσμα μια εναλλασσόμενη τάση της οποίας η κυματομορφή είναι ανάλογη με το επίπεδο ηχητικής πίεσης εντός της γραμμικής περιοχής του μικροφώνου, επιτυγχάνοντας τη λειτουργία μετατροπής των σημάτων ηχητικής πίεσης σε σήματα ηλεκτρικής πίεσης.
Τα χωρητικά μικρόφωνα είναι ιδανικά μικρόφωνα σε ακουστικές μετρήσεις, με πλεονεκτήματα όπως μεγάλο δυναμικό εύρος, επίπεδη απόκριση συχνότητας, υψηλή ευαισθησία και καλή σταθερότητα σε γενικά περιβάλλοντα μέτρησης, γεγονός που τα καθιστά ευρέως χρησιμοποιούμενα. Λόγω της υψηλής σύνθετης αντίστασης εξόδου των χωρητικών αισθητήρων, απαιτείται μετασχηματισμός σύνθετης αντίστασης μέσω ενός προενισχυτή, ο οποίος είναι εγκατεστημένος μέσα στο ηχομετρητή κοντά στη θέση όπου είναι εγκατεστημένος ο χωρητικός αισθητήρας.
(2) Πολλοί δημοφιλείς εγχώριοι και εισαγόμενοι ενισχυτές και εξασθενητές χρησιμοποιούν επί του παρόντος ενισχυτές δύο σταδίων σε κυκλώματα ενίσχυσης, συγκεκριμένα ενισχυτές εισόδου και ενισχυτές εξόδου, οι οποίοι ενισχύουν ασθενή ηλεκτρικά σήματα. Ο εξασθενητής εισόδου και ο εξασθενητής εξόδου χρησιμοποιούνται για την αλλαγή της εξασθένησης του σήματος εισόδου και της εξασθένησης του σήματος εξόδου, έτσι ώστε ο δείκτης της κεφαλής του μετρητή να δείχνει στην κατάλληλη θέση και η εξασθένηση κάθε ταχύτητας είναι 10 ντεσιμπέλ. Το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται στον ενισχυτή εισόδου είναι για τη μέτρηση του κάτω άκρου (όπως 0-70 ντεσιμπέλ) και το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται στον ενισχυτή εξόδου είναι για τη μέτρηση * * (70-120 ντεσιμπέλ). Οι επιλογείς των εξασθενητών εισόδου και εξόδου κατασκευάζονται συχνά σε διαφορετικά χρώματα και επί του παρόντος το μαύρο και το διαφανές συχνά συνδυάζονται μεταξύ τους. Λόγω του γεγονότος ότι πολλοί ηχομετρητές έχουν υψηλό και χαμηλό όριο 70 ντεσιμπέλ, είναι σημαντικό να αποφευχθεί η υπέρβαση του ορίου κατά την περιστροφή για να αποφευχθεί η καταστροφή της συσκευής.
(3) Το σταθμισμένο δίκτυο έχει σχεδιαστεί για να προσομοιώνει τις ποικίλες ευαισθησίες της ανθρώπινης ακουστικής αντίληψης σε διαφορετικές συχνότητες. Περιλαμβάνει ένα δίκτυο που μπορεί να μιμηθεί τα ακουστικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου αυτιού και να τροποποιήσει τα ηλεκτρικά σήματα για την κατά προσέγγιση ακουστική αντίληψη. Αυτός ο τύπος δικτύου ονομάζεται σταθμισμένο δίκτυο. Η στάθμη ηχητικής πίεσης που μετράται μέσω ενός σταθμισμένου δικτύου δεν είναι πλέον μια αντικειμενική φυσική ποσότητα της στάθμης ηχητικής πίεσης (που ονομάζεται γραμμική στάθμη ηχητικής πίεσης), αλλά μια στάθμη ηχητικής πίεσης διορθωμένη για ακουστική αντίληψη, που ονομάζεται σταθμισμένη στάθμη ήχου ή επίπεδο θορύβου.
Υπάρχουν γενικά τρεις τύποι σταθμισμένων δικτύων: A, B και C. Η-σταθμισμένη στάθμη ήχου προσομοιώνει τα χαρακτηριστικά συχνότητας του θορύβου χαμηλής-έντασης κάτω από 55 ντεσιμπέλ για το ανθρώπινο αυτί. Το σταθμισμένο επίπεδο ήχου B-προσομοιώνει τα χαρακτηριστικά συχνότητας του θορύβου μέτριας έντασης που κυμαίνεται από 55 έως 85 ντεσιμπέλ. Το C-σταθμισμένο επίπεδο ήχου είναι χαρακτηριστικό της προσομοίωσης θορύβου υψηλής-έντασης. Η διαφορά μεταξύ των τριών έγκειται στον βαθμό εξασθένησης των συνιστωσών χαμηλής{10}συχνότητας του θορύβου, με το A να αντιμετωπίζει περισσότερη εξασθένηση, ακολουθούμενο από το B και το C να αντιμετωπίζει λιγότερη εξασθένηση. Το A{12}}σταθμισμένο επίπεδο ήχου χρησιμοποιείται ευρέως στη μέτρηση θορύβου παγκοσμίως, επειδή η χαρακτηριστική του καμπύλη είναι κοντά στα ακουστικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου αυτιού, ενώ τα B και C σταδιακά καταργούνται.
