Ποιες είναι οι δομές των ηχομετρητών
Αποτελείται από μικρόφωνο, ενισχυτή, εξασθενητή, δίκτυο βάρους, ανιχνευτή, κεφαλή ένδειξης και τροφοδοτικό.
1. Μικρόφωνο
Είναι μια συσκευή που μετατρέπει τα σήματα ηχητικής πίεσης σε σήματα τάσης, γνωστή και ως μικρόφωνο, και είναι αισθητήρας. Οι συνήθεις τύποι μικροφώνων περιλαμβάνουν τον τύπο κρυστάλλου, τον τύπο ηλεκτροδίου, τον τύπο δυναμικού πηνίου και τον χωρητικό τύπο.
Ο αισθητήρας δυναμικού πηνίου αποτελείται από ένα δονούμενο διάφραγμα, ένα κινητό πηνίο, έναν μόνιμο μαγνήτη και έναν μετασχηματιστή. Αφού υποβληθεί σε ηχητική 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 την ποσότητα της ακουστικής πίεσης που εφαρμόζεται 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.
Ένας χωρητικός αισθητήρας αποτελείται κυρίως από ένα μεταλλικό διάφραγμα και ένα μεταλλικό ηλεκτρόδιο που βρίσκεται πολύ κοντά σε αυτό, ουσιαστικά έναν επίπεδο πυκνωτή. Η μεταλλική μεμβράνη και το μεταλλικό ηλεκτρόδιο σχηματίζουν τις δύο πλάκες του επίπεδου πυκνωτή. Όταν το διάφραγμα υποβάλλεται σε ηχητική πίεση, υφίσταται παραμόρφωση, προκαλώντας αλλαγή στην απόσταση μεταξύ των δύο πλακών και της χωρητικότητας, με αποτέλεσμα μια εναλλασσόμενη τάση. Η κυματομορφή του είναι ανάλογη με το επίπεδο ηχητικής πίεσης εντός του γραμμικού εύρους του μικροφώνου, επιτυγχάνοντας τη λειτουργία μετατροπής του σήματος ηχητικής πίεσης σε σήμα ηλεκτρικής πίεσης.
Τα χωρητικά μικρόφωνα είναι ιδανικά μικρόφωνα στην ακουστική μέτρηση, 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, ο μετασχηματισμός της σύνθετης αντίστασης πρέπει να πραγματοποιηθεί μέσω ενός προενισχυτή, ο οποίος είναι εγκατεστημένος μέσα στο ηχομετρητή κοντά στη θέση όπου είναι εγκατεστημένος ο χωρητικός αισθητήρας.
2. Ενισχυτές και εξασθενητές
Πολλοί δημοφιλείς εγχώριοι και εισαγόμενοι ενισχυτές χρησιμοποιούν επί του παρόντος ενισχυτές δύο σταδίων σε κυκλώματα ενίσχυσης, δηλαδή 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 του μετρητή να βρίσκεται στην κατάλληλη θέση και η εξασθένηση κάθε ταχύτητας είναι 10 ντεσιμπέλ. Το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται στον ενισχυτή εισόδου βρίσκεται στο κάτω μέρος της μέτρησης (όπως 0-70 ντεσιμπέλ), ενώ το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται στον ενισχυτή εξόδου είναι στο υψηλότερο άκρο της μέτρησης ({{3} } ντεσιμπέλ). Οι επιλογείς των εξασθενητών εισόδου και εξόδου κατασκευάζονται συχνά σε διαφορετικά χρώματα και επί του παρόντος συνδυάζονται κυρίως με μαύρο και διαφανές. Λόγω του γεγονότος ότι πολλοί ηχομετρητές έχουν υψηλό και χαμηλό όριο 70 ντεσιμπέλ, είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η υπέρβαση του ορίου κατά την περιστροφή για να αποφευχθεί η καταστροφή της συσκευής.
3. Δίκτυο ζύγισης
Προκειμένου να προσομοιωθεί η ευαισθησία της ανθρώπινης ακουστικής αντίληψης σε διαφορετικές συχνότητες, υπάρχει ένα δίκτυο στο εσωτερικό που μπορεί να προσομοιώσει τα ακουστικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου αυτιού. Το ηλεκτρικό σήμα διορθώνεται σε ένα δίκτυο παρόμοιο με την ακουστική αντίληψη, το οποίο ονομάζεται σταθμισμένο δίκτυο. Η στάθμη ηχητικής πίεσης που μετράται μέσω ενός σταθμισμένου δικτύου δεν είναι πλέον μια αντικειμενική φυσική ποσότητα (που ονομάζεται γραμμική στάθμη ηχητικής πίεσης), αλλά μια στάθμη ηχητικής πίεσης διορθωμένη από την ακουστική αντίληψη, που ονομάζεται σταθμισμένη στάθμη ήχου ή επίπεδο θορύβου.
Υπάρχουν γενικά τρεις τύποι σταθμισμένων δικτύων: A, B και C. Η στάθμη ήχου Α είναι ένα χαρακτηριστικό συχνότητας που προσομοιώνει την απόκριση του ανθρώπινου αυτιού σε θόρυβο χαμηλής έντασης κάτω από 55 ντεσιμπέλ. Η στάθμη ήχου Β προσομοιώνει τα χαρακτηριστικά συχνότητας του θορύβου μέτριας έντασης που κυμαίνεται από 55 έως 85 ντεσιμπέλ. Η στάθμη ήχου με στάθμιση C είναι χαρακτηριστικό της προσομοίωσης θορύβου υψηλής έντασης. Η διαφορά μεταξύ των τριών είναι ο βαθμός εξασθένησης των συστατικών χαμηλών συχνοτήτων του θορύβου, με το Α να έχει τη μεγαλύτερη εξασθένηση, το Β να παίρνει τη δεύτερη θέση και το C να έχει τη μικρότερη. Η στάθμη θορύβου A είναι σήμερα ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος μέτρησης θορύβου στον κόσμο λόγω της χαρακτηριστικής καμπύλης του κοντά στα ακουστικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου αυτιού, ενώ τα B και C σταδιακά δεν χρησιμοποιούνται. Η ένδειξη στάθμης θορύβου που λαμβάνεται από το ηχομετρητή πρέπει να υποδεικνύει τις συνθήκες μέτρησης.
4. Αισθητήρες και ενδεικτικές κεφαλές
Προκειμένου το ενισχυμένο σήμα να εμφανίζεται μέσω της κεφαλής του μετρητή, απαιτείται επίσης ένας ανιχνευτής για τη μετατροπή του ταχέως μεταβαλλόμενου σήματος τάσης σε ένα πιο αργά μεταβαλλόμενο σήμα τάσης DC. Το μέγεθος αυτής της τάσης DC είναι ανάλογο με το μέγεθος του σήματος εισόδου. Ανάλογα με τις ανάγκες της μέτρησης, υπάρχουν δύο τύποι ανιχνευτών: ανιχνευτής κορυφής και ανιχνευτής μέσου όρου και ανιχνευτής μέσης τετραγωνικής μαύρης ρίζας. Ο ανιχνευτής κορυφής μπορεί να παρέχει τη μέγιστη τιμή σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, ενώ ο μέσος ανιχνευτής μπορεί να μετρήσει την απόλυτη μέση τιμή του σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Εκτός από ήχους παλμών όπως πυροβολισμούς που απαιτούν μέτρηση της κορυφής τους, οι ανιχνευτές τετραγώνου ρίζας χρησιμοποιούνται στις περισσότερες μετρήσεις.
