ما هي هياكل أجهزة قياس مستوى الصوت
وهو يتألف من ميكروفون ومكبر للصوت ومخفف وشبكة وزن وكاشف ورأس مؤشر ومصدر طاقة.
1. الميكروفون
هو جهاز يقوم بتحويل إشارات ضغط الصوت إلى إشارات جهد، ويعرف أيضًا باسم الميكروفون، وهو عبارة عن جهاز استشعار. تشمل الأنواع الشائعة من الميكروفونات النوع البلوري، ونوع الإلكتريت، ونوع الملف الديناميكي، والنوع السعوي.
يتكون مستشعر الملف الديناميكي من غشاء مهتز، وملف متحرك، ومغناطيس دائم، ومحول. بعد تعرضه لضغط الصوت، يبدأ الحجاب الحاجز المهتز في الاهتزاز ويدفع الملف المتحرك المثبت معه إلى الاهتزاز في المجال المغناطيسي، مما يولد تيارًا مستحثًا. يختلف التيار وفقًا لكمية الضغط الصوتي المطبق على الحجاب الحاجز المهتز. كلما ارتفع ضغط الصوت، زاد التيار المتولد؛ كلما انخفض ضغط الصوت، قل التيار المتولد.
يتكون المستشعر السعوي بشكل أساسي من غشاء معدني وقطب كهربائي قريب جدًا منه، وهو في الأساس مكثف مسطح. يشكل الغشاء المعدني والقطب المعدني صفيحتين للمكثف المسطح. عندما يتعرض الحجاب الحاجز لضغط الصوت، فإنه يتعرض للتشوه، مما يسبب تغيرًا في المسافة بين اللوحين والسعة، مما يؤدي إلى ظهور جهد متناوب. يتناسب شكلها الموجي مع مستوى ضغط الصوت ضمن النطاق الخطي للميكروفون، مما يحقق وظيفة تحويل إشارة ضغط الصوت إلى إشارة ضغط كهربائي.
تعد الميكروفونات السعوية ميكروفونات مثالية في القياس الصوتي، مع مزايا 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، يجب إجراء تحويل المعاوقة من خلال مضخم أولي، يتم تركيبه داخل مقياس مستوى الصوت بالقرب من الموقع الذي تم فيه تثبيت مستشعر السعة.
2. مكبرات الصوت والمخففات
تستخدم العديد من مكبرات الصوت المحلية والمستوردة الشائعة حاليًا مكبرات صوت ذات مرحلتين في دوائر التضخيم، وهي مكبرات الصوت المدخلة ومضخمات الإخراج، والتي تعمل على تضخيم الإشارات الكهربائية الضعيفة. يتم استخدام مخفف الإدخال ومخفف الإخراج لتغيير توهين إشارة الإدخال وتوهين إشارة الخرج، بحيث يكون مؤشر العداد في الموضع المناسب، وتوهين كل ترس هو 10 ديسيبل. يقع نطاق ضبط المخفف المستخدم في مضخم الإدخال عند أسفل القياس (مثل 0-70 ديسيبل)، بينما يكون نطاق ضبط المخفف المستخدم في مضخم الإخراج عند الحد الأعلى للقياس ({{3} } ديسيبل). غالبًا ما يتم تصنيع أقراص مخففات الإدخال والإخراج بألوان مختلفة، ويتم إقرانها حاليًا باللون الأسود والشفاف. نظرًا لأن العديد من أجهزة قياس مستوى الصوت لها حد مرتفع ومنخفض يبلغ 70 ديسيبل، فمن الضروري منع تجاوز الحد أثناء الدوران لتجنب إتلاف الجهاز.
3. شبكة الترجيح
ومن أجل محاكاة حساسية الإدراك السمعي للإنسان عند الترددات المختلفة، توجد شبكة بداخلها يمكنها محاكاة الخصائص السمعية للأذن البشرية. ويتم تصحيح الإشارة الكهربائية إلى شبكة تشبه الإدراك السمعي، وتسمى بالشبكة الموزونة. لم يعد مستوى ضغط الصوت الذي يتم قياسه من خلال شبكة مرجحة كمية فيزيائية موضوعية (يسمى مستوى ضغط الصوت الخطي)، ولكن مستوى ضغط الصوت الذي تم تصحيحه عن طريق الإدراك السمعي، يسمى مستوى الصوت الموزون أو مستوى الضوضاء.
هناك بشكل عام ثلاثة أنواع من الشبكات الموزونة: A وB وC. مستوى الصوت الموزون A هو إحدى خصائص التردد التي تحاكي استجابة الأذن البشرية للضوضاء منخفضة الشدة التي تقل عن 55 ديسيبل؛ يحاكي مستوى الصوت الموزون B خصائص التردد للضوضاء المعتدلة الشدة التي تتراوح من 55 إلى 85 ديسيبل؛ يعد مستوى الصوت ذو الوزن C أحد سمات محاكاة الضوضاء عالية الكثافة. الفرق بين الثلاثة هو درجة التوهين لمكونات التردد المنخفض للضوضاء، حيث يكون A هو الأكثر توهينًا، ويحتل B المركز الثاني، وC لديه الأقل. يعد مستوى الصوت الموزون A حاليًا هو النوع الأكثر استخدامًا لقياس الضوضاء في العالم نظرًا لمنحناه المميز القريب من الخصائص السمعية للأذن البشرية، في حين لا يتم استخدام B وC تدريجيًا. يجب أن تشير قراءة مستوى الضوضاء التي تم الحصول عليها من جهاز قياس مستوى الصوت إلى ظروف القياس.
4. أجهزة الاستشعار ورؤوس المؤشرات
من أجل عرض الإشارة المضخمة من خلال رأس العداد، هناك حاجة أيضًا إلى كاشف لتحويل إشارة الجهد المتغيرة بسرعة إلى إشارة جهد تيار مستمر متغيرة بشكل أبطأ. يتناسب حجم جهد التيار المستمر مع حجم إشارة الدخل. وفقا لاحتياجات القياس، هناك نوعان من أجهزة الكشف: كاشف الذروة وكاشف المتوسط، وكاشف الجذر الأسود لمتوسط المربع. يمكن أن يوفر كاشف الذروة القيمة القصوى في فترة زمنية معينة، بينما يمكن للكاشف المتوسط قياس قيمته المتوسطة المطلقة في فترة زمنية معينة. باستثناء أصوات النبض مثل إطلاق النار التي تتطلب قياس ذروتها، يتم استخدام كاشفات مربع الجذر في معظم القياسات.
