هيكل ومبدأ العمل لأجهزة قياس مستوى الصوت
ويتكون بشكل عام من ميكروفون ومكبر للصوت ومخفف وشبكة ترجيح وكاشف ورأس مؤشر ومصدر طاقة.
(1) الميكروفون هو جهاز يقوم بتحويل إشارات ضغط الصوت إلى إشارات جهد، ويُعرف أيضًا باسم الميكروفون أو المستشعر. تشمل الأنواع الشائعة من الميكروفونات الكريستال والإلكتريت والملف المتحرك والسعة.
يتكون مستشعر الملف الديناميكي من غشاء مهتز وملف متحرك ومغناطيس ومحول. بعد تعرضه للضغط الصوتي، يبدأ الحجاب الحاجز المهتز في الاهتزاز ويدفع الملف المتحرك المثبت معه إلى الاهتزاز في المجال المغناطيسي، مما يولد تيارًا مستحثًا. يختلف التيار وفقًا لحجم الضغط الصوتي المؤثر على الحجاب الحاجز المهتز. كلما ارتفع ضغط الصوت، زاد التيار المتولد؛ كلما انخفض ضغط الصوت، قل التيار المتولد.
تتكون أجهزة الاستشعار السعوية بشكل رئيسي من أغشية معدنية وأقطاب معدنية متجاورة بشكل وثيق، وهي في الأساس مكثف مسطح. يشكل الفيلم المعدني والقطب المعدني صفيحتين للمكثف المسطح. عندما يتعرض الحجاب الحاجز لضغط الصوت، فإنه يتشوه، مما يسبب تغير في المسافة بين اللوحين وتغير في السعة، مما ينتج عنه جهد متناوب يتناسب شكل موجته مع مستوى ضغط الصوت ضمن النطاق الخطي للميكروفون، محققًا وظيفة تحويل إشارات ضغط الصوت إلى إشارات ضغط كهربائي.
تعد الميكروفونات السعوية ميكروفونات مثالية في القياسات الصوتية، حيث تتمتع بمزايا مثل النطاق الديناميكي الكبير، واستجابة التردد المسطح، والحساسية العالية، والاستقرار الجيد في بيئات القياس العامة، مما يجعلها مستخدمة على نطاق واسع. نظرًا لمقاومة الخرج العالية لأجهزة الاستشعار السعوية، يلزم تحويل المعاوقة من خلال مضخم أولي، يتم تركيبه داخل جهاز قياس مستوى الصوت بالقرب من الموقع الذي تم فيه تثبيت مستشعر السعة.
(2) تستخدم العديد من مكبرات الصوت والمخففات الشائعة المحلية والمستوردة حاليًا مضخمي مرحلتين-في دوائر التضخيم، وهما مضخمات الإدخال ومضخمات الخرج، التي تعمل على تضخيم الإشارات الكهربائية الضعيفة. يتم استخدام مخفف الإدخال ومخفف الإخراج لتغيير توهين إشارة الإدخال وتوهين إشارة الخرج، بحيث يشير مؤشر رأس العداد إلى الموضع المناسب، ويكون التوهين لكل ترس 10 ديسيبل. نطاق ضبط المخفف المستخدم في مضخم الإدخال مخصص لقياس النهاية السفلية (مثل 0-70 ديسيبل)، ونطاق ضبط المخفف المستخدم في مضخم الإخراج لقياس * * (70-120 ديسيبل). غالبًا ما يتم تصنيع أقراص مخففات الإدخال والإخراج بألوان مختلفة، وغالبًا ما يتم إقران اللونين الأسود والشفاف معًا. نظرًا لأن العديد من أجهزة قياس مستوى الصوت لها حد مرتفع ومنخفض يبلغ 70 ديسيبل، فمن المهم منع تجاوز الحد أثناء الدوران لتجنب إتلاف الجهاز.
(3) تم تصميم الشبكة الموزونة لمحاكاة الحساسيات المتنوعة للإدراك السمعي البشري عند ترددات مختلفة. ويتضمن شبكة يمكنها محاكاة الخصائص السمعية للأذن البشرية وتعديل الإشارات الكهربائية لتقريب الإدراك السمعي. يسمى هذا النوع من الشبكات بالشبكة الموزونة. لم يعد مستوى ضغط الصوت الذي يتم قياسه من خلال شبكة مرجحة هو كمية مادية موضوعية لمستوى ضغط الصوت (يسمى مستوى ضغط الصوت الخطي)، ولكن مستوى ضغط الصوت المصحح للإدراك السمعي، يسمى مستوى الصوت الموزون أو مستوى الضوضاء.
هناك بشكل عام ثلاثة أنواع من الشبكات الموزونة: A وB وC. A-مستوى الصوت الموزون يحاكي خصائص التردد للضوضاء المنخفضة الشدة- التي تقل عن 55 ديسيبل للأذن البشرية؛ يحاكي مستوى الصوت الموزون B- خصائص التردد للضوضاء متوسطة الشدة التي تتراوح من 55 إلى 85 ديسيبل؛ يعد مستوى الصوت المرجح C- إحدى خصائص محاكاة الضوضاء عالية الشدة-. ويكمن الفرق بين الثلاثة في درجة توهين مكونات التردد المنخفض-للضوضاء، حيث يتعرض A لمزيد من التوهين، يليه توهين أقل لـ B وC. يتم استخدام مستوى الصوت الموزون A- على نطاق واسع في قياس الضوضاء في جميع أنحاء العالم نظرًا لأن منحنى المميز الخاص به قريب من الخصائص السمعية للأذن البشرية، في حين يتم التخلص التدريجي من B وC.
