Sestava in funkcija merilnika ravni zvoka
Merilnik ravni zvoka je na splošno sestavljen iz mikrofona, ojačevalnika, dušilnika zvoka, tehtalne mreže, detektorja, kazalnega merilnika in napajalnika.
(1) Mikrofon Je naprava, ki pretvarja signal zvočnega tlaka v napetostni signal, znan tudi kot mikrofon, in je senzor. Pogosti mikrofoni so kristalni, elektretni, z gibljivo tuljavo in kondenzatorski. Senzor z gibljivo tuljavo je sestavljen iz nihajoče membrane, gibljive tuljave, trajnega magneta in transformatorja. Vibrirajoča membrana začne vibrirati, ko je izpostavljena pritisku zvočnih valov, in poganja premično tuljavo, ki je nameščena z njo, da vibrira v magnetnem polju in tako ustvari induciran tok. Tok se spreminja glede na velikost akustičnega tlaka na vibrirajočo membrano. Večji kot je zvočni tlak, večji je ustvarjeni tok; manjši kot je zvočni tlak, manjši je ustvarjeni tok
Kapacitivni senzorji so v glavnem sestavljeni iz kovinskih diafragm in kovinskih elektrod, ki so blizu skupaj, kar je v bistvu ploščati kondenzator. Kovinska diafragma in kovinske elektrode sestavljajo dve plošči ploskega kondenzatorja. Ko je membrana izpostavljena zvočnemu tlaku, se membrana deformira, spremeni se razdalja med obema ploščama in spremeni se tudi kapacitivnost, s čimer se ustvari izmenična napetost, katere valovna oblika je sorazmerna z ravnijo zvočnega tlaka znotraj linearnega območja mikrofona, kar pomeni, da funkcija pretvorbe signala zvočnega tlaka v signal napetosti.
Kondenzatorski mikrofon je idealen mikrofon pri akustičnem merjenju. Ima prednosti velikega dinamičnega razpona, ravnega frekvenčnega odziva, visoke občutljivosti in dobre stabilnosti v splošnem merilnem okolju, zato se pogosto uporablja. Ker je izhodna impedanca kapacitivnega senzorja zelo visoka, je potrebno izvesti transformacijo impedance preko predojačevalnika. Predojačevalnik je nameščen znotraj merilnika ravni zvoka blizu dela, kjer je nameščen kapacitivni senzor.
(2) Ojačevalniki in dušilci Številni domači in uvoženi ojačevalniki, ki so trenutno priljubljeni, uporabljajo dvostopenjske ojačevalnike v ojačevalnem vezju, in sicer vhodni ojačevalnik in izhodni ojačevalnik, katerih funkcija je ojačitev šibkih električnih signalov. Vhodni dušilnik in izhodni dušilnik se uporabljata za spreminjanje slabljenja vhodnega signala in slabljenja izhodnega signala, tako da kazalec glave merilnika kaže na ustrezen položaj, slabljenje vsake prestave pa je 1{{3 }} decibelov. Območje nastavitve dušilnika, ki ga uporablja vhodni ojačevalnik, je za merjenje spodnjega dela (na primer 0~70 decibelov), območje prilagajanja dušilnika, ki ga uporablja izhodni ojačevalnik, pa za merjenje visokega konca (70~120 decibelov). Številčnice vhodnih in izhodnih dušilnikov so pogosto izdelane v različnih barvah, trenutno pa sta črna in prozorna pogosto v paru. Ker sta visoka in nizka vrednost mnogih merilnikov zvoka omejena s 70 decibeli, je treba preprečiti prekoračitev meje pri vrtenju, da ne poškodujete naprave.
(3) Utežno omrežje Za simulacijo različnih občutljivosti človeškega sluha pri različnih frekvencah je vgrajeno omrežje, ki lahko simulira slušne značilnosti človeškega ušesa in popravi električni signal v omrežje, ki je podobno sluhu . To omrežje se imenuje utežno omrežje. Raven zvočnega tlaka, izmerjena z utežnim omrežjem, ni več raven zvočnega tlaka objektivne fizikalne količine (imenovana linearna raven zvočnega tlaka), temveč raven zvočnega tlaka, korigirana s čutilom za sluh, imenovana utežena raven zvočnega tlaka ali raven hrupa.
Na splošno obstajajo tri vrste utežnih mrež: A, B in C. A-utežena raven zvoka je namenjena simulaciji frekvenčnih značilnosti človeškega ušesa za hrup nizke intenzivnosti pod 55 decibeli; B-utežena raven zvoka je namenjena simulaciji frekvenčnih značilnosti hrupa zmerne jakosti med 55 in 85 decibeli; C-utežena raven zvoka je namenjena simulaciji značilnosti visokointenzivnega hrupa. Razlika med tremi je stopnja slabljenja nizkofrekvenčnih komponent hrupa. Najbolj oslabi A, sledi mu B, najmanj pa C. A-utežena raven zvoka je najpogosteje uporabljena meritev hrupa na svetu, ker je njena značilna krivulja blizu slušnih značilnosti človeškega ušesa, B in C pa se uporabljata postopoma. Odčitki ravni hrupa, vzeti iz merilnikov ravni zvoka, morajo navajati pogoje merjenja.
(4) Geofon in indikatorski merilnik Za prikaz ojačenega signala skozi merilnik je potreben tudi geofon za pretvorbo hitro spreminjajočega se napetostnega signala v počasneje spreminjajoči se enosmerni napetostni signal. Velikost te enosmerne napetosti je sorazmerna z velikostjo vhodnega signala. Glede na potrebe merjenja lahko detektor razdelimo na detektor vrhov, detektor povprečja in detektor črne RMS. Peak detektor lahko poda največjo vrednost določenega časovnega intervala, povprečni detektor pa lahko izmeri njeno absolutno povprečno vrednost v določenem časovnem intervalu. Detektorji korena kvadrata se uporabljajo pri večini meritev, razen za impulzivne zvoke, kot je streljanje, ki zahtevajo največje meritve. Detektor povprečne kvadratne vrednosti lahko kvadrira, povpreči in izkorenini izmenični signal, da dobi povprečno kvadratno vrednost napetosti, in končno pošlje signal srednje kvadratne napetosti glavi indikatorja. Kazalna merilna glava je električni števec. Dokler je skala umerjena, je mogoče vrednost ravni hrupa v decibelih odčitati neposredno z merilne glave. Dušenje glave merilnika ravni zvoka ima običajno dve prestavi, in sicer "hitro" in "počasno". Povprečni čas "hitre" prestave je 0.27s, kar je zelo blizu povprečnemu fiziološkemu času človeškega slušnega organa; povprečni čas "počasne" prestave je 1,05 s. Pri merjenju hrupa v ustaljenem stanju ali pri snemanju procesa spreminjanja ravni zvoka je primernejša uporaba "hitre" prestave; kadar je nihanje izmerjenega hrupa relativno veliko, je primernejša uporaba "počasne" prestave. Da bi zadostil potrebam merilnega mesta, ima merilnik ravni zvoka običajno stojalo, tako da ga je mogoče po potrebi pritrditi na stojalo.
Na plošči je na splošno nekaj priključkov. Če so ti priključki povezani s prenosnim oktavnim pasovnim filtrom, lahko tvorijo majhen preprost sistem spektralne analize za uporabo na kraju samem; če jih kombiniramo z magnetofonom, lahko živi hrup posnamemo na trak in ga shranimo za kasnejšo podrobnejšo raziskavo;
