聲級(jí)計(jì)是最基本的噪聲測(cè)量?jī)x器，它是一種電子儀器，但又不同于電壓表等客觀電子儀表。在把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)時(shí)，可以模擬人耳對(duì)聲波反應(yīng)速度的時(shí)間特性；對(duì)高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時(shí)改變頻率特性的強(qiáng)度特性。 聲級(jí)計(jì)是一種主觀性的電子儀器。

　　聲級(jí)計(jì)的結(jié)構(gòu)

　　由傳聲器、放大器、衰減器、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示表頭和電源等組成。

　　1、傳聲器

　　它是把聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的裝置，也稱(chēng)為話(huà)筒，是的傳感器。常見(jiàn)的傳聲器有晶體式、駐極體式、動(dòng)圈式和電容式等多種形式。

　　動(dòng)圈式傳感器由振動(dòng)膜片、可動(dòng)線(xiàn)圈、永久磁鐵和變壓器等組成。震動(dòng)膜片受到聲波壓力以后開(kāi)始振動(dòng)，并帶動(dòng)著和它裝在一起的可動(dòng)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)內(nèi)振動(dòng)，以產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流根據(jù)振動(dòng)膜片受的聲波壓力的大小而變化。聲壓越大，產(chǎn)生的電流就越大；聲壓越小，產(chǎn)生的電流也越小。

　　電容式傳感器主要由金屬膜片和靠的很近的金屬電極組成，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)平板電容。金屬膜片與金屬電極構(gòu)成了平板電容的兩個(gè)極板。當(dāng)膜片受到聲壓作用時(shí)，膜片發(fā)生變形，使兩個(gè)極板之間的距離發(fā)生了變化，電容量也發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交變電壓，其波形在傳聲器線(xiàn)性范圍內(nèi)與聲壓級(jí)形成比例，實(shí)現(xiàn)了將聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的作用。

　　電容式傳聲器是聲學(xué)測(cè)量中比較理想的傳聲器，具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度高和在一般測(cè)量環(huán)境中穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。由于電容式傳感器輸出阻抗很高，因此需要通過(guò)前置放大器進(jìn)行阻抗變換，前置放大器裝在聲級(jí)計(jì)內(nèi)部靠近安裝電容式傳感器的部位。

　　2、放大器和衰減器

　　目前流行的許多國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口的在放大電路中都采用兩級(jí)放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號(hào)放大。輸入衰減器和輸出衰減器是用來(lái)改變輸入信號(hào)的衰減量和輸出信號(hào)的衰減量的，以便使表頭指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?，其每一擋的衰減量為 10分貝。輸入放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量底端（如0~70分貝），輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量高端（70~120分貝）。輸入和輸出兩個(gè)衰減器的刻度盤(pán)常做成不同顏色，目前以黑色與透明配對(duì)多。由于許多聲級(jí)計(jì)的高、底以 70分貝為界限，故在旋轉(zhuǎn)時(shí)要防止超過(guò)界限，以免損壞裝置。

　　3、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)

　　為了模擬人耳聽(tīng)覺(jué)在不同頻率有不同的靈敏性，在內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，把電信號(hào)修正為與聽(tīng)覺(jué)近似的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫做計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)（叫線(xiàn)性聲壓級(jí)），而是經(jīng)過(guò)聽(tīng)感修正的聲壓級(jí)，叫做計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。

　　計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)一般有A、B、C三種。A計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬人耳對(duì)55分貝以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性；B計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬55~85分貝的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性；C計(jì)權(quán)聲級(jí)是模擬高強(qiáng)度噪聲的特性。三者的區(qū)別是對(duì)噪聲低頻成分的衰減程度，A衰減最多，B次之，C最少。A計(jì)權(quán)聲級(jí)由于其特性曲線(xiàn)接近于人耳的聽(tīng)感特性，因此是目前世界上噪聲測(cè)量中應(yīng)用最廣泛的一種， B、C已逐漸不用。從聲級(jí)計(jì)上得出的噪聲級(jí)讀數(shù)，必須注明測(cè)量條件。

　　4、檢波器和指示表頭

　　為了使經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)通過(guò)表頭顯示出來(lái)，還需要有檢波器，以便把迅速變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號(hào)。這個(gè)直流電壓的大小要正比于輸入信號(hào)的大小。根據(jù)測(cè)量的需要，檢波器有峰值檢波器、平均值檢波器黑均方根值檢波器之分。峰值檢波器能給出一定時(shí)間間隔的最大值，平均值檢波器能在一定時(shí)間間隔中測(cè)量其絕對(duì)平均值。除了像槍炮聲那樣的脈沖聲需要測(cè)量他的峰值外，在多數(shù)的測(cè)量中均采用方根值檢波器。

　　均方根值檢波器能對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行平方、平均和開(kāi)方，得出電壓的均方根值，最后將均方根電壓信號(hào)輸送到指示表頭。指示表頭是一只電表，只要對(duì)其刻度進(jìn)行一定的標(biāo)定，就可從表頭上直讀出噪聲級(jí)的分貝值聲級(jí)計(jì)表頭阻尼一般都有“快”和“慢”兩個(gè)擋。“快”擋的平均時(shí)間為 0.27s，很接近于人耳聽(tīng)覺(jué)器官的生理平均時(shí)間；“慢”擋的平均時(shí)間為 1.05s。當(dāng)對(duì)穩(wěn)態(tài)噪聲進(jìn)行測(cè)量或需要記錄聲級(jí)變化過(guò)程時(shí)，使用“快”擋比較合適；在被測(cè)噪聲的波動(dòng)比較大時(shí)，使用“慢”擋比較合適。

　　聲級(jí)計(jì)的分類(lèi)

　　聲級(jí)計(jì)是測(cè)量噪聲中最基本的儀器，它屬于一種電子儀器， 聲級(jí)計(jì)一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效值指示表頭等組成。按照聲級(jí)計(jì)靈敏度可將之分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是普通聲級(jí)計(jì)；另一類(lèi)是精密聲級(jí)計(jì)，按照聲級(jí)計(jì)的用途也可分為兩類(lèi)：一類(lèi)用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲；一類(lèi)則用于測(cè)量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。

　　聲級(jí)計(jì)采用了先進(jìn)的數(shù)字檢波技術(shù)，使得儀器的穩(wěn)定性、可靠性大大提高。聲級(jí)計(jì)具有操作簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)；具有量程動(dòng)態(tài)范圍大、大屏幕液晶數(shù)顯、自動(dòng)測(cè)量存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。

　　聲級(jí)計(jì)可廣泛用于各種機(jī)器、車(chē)輛、船舶、電器等工業(yè)噪聲測(cè)量和環(huán)境噪聲測(cè)量，適用于工廠企業(yè)、建筑設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、教學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、科研等部門(mén)的聲測(cè)試領(lǐng)域。

　　聲級(jí)計(jì)的工作原理詳解

　　由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán) （ 或外接濾波器 ） ，然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)放大到一定的幅值，送到有效值檢波器 （ 或外按電平記錄儀 ） ，在指示表頭上給出噪聲聲級(jí)的數(shù)值。

　　為了模擬人耳聽(tīng)覺(jué)在不同頻率（20Hz-20KHz）有不同的靈敏性，在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，把電信號(hào)修正為與聽(tīng)感近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。

　　通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)，已不再是客觀物理量的聲壓級(jí)（叫線(xiàn)性聲壓級(jí)），而是經(jīng)過(guò)聽(tīng)感修正的聲壓級(jí)，叫作計(jì)權(quán)聲級(jí)或噪聲級(jí)。

　　由于人耳對(duì)各頻段噪聲的感知能力是不一樣的，對(duì)3kHz左右的中頻最靈敏，對(duì)低頻和高頻則差一些，因此不計(jì)權(quán)信噪比未必與人耳對(duì)噪聲大小的主觀感覺(jué)能很好的吻合。如何將測(cè)量值與主觀聽(tīng)感統(tǒng)一起來(lái)呢？于是就有了均衡網(wǎng)絡(luò)，或者叫加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)低頻和高頻都加以適度的衰減，這樣中頻便更突出。

　　把這種加權(quán)網(wǎng)絡(luò)接在被測(cè)器材和測(cè)量?jī)x器之間，于是器材中頻噪聲的影響就會(huì)被該網(wǎng)絡(luò)“放大”，換言之，對(duì)聽(tīng)感影響最大的中頻噪聲被賦予了更高的權(quán)重，此時(shí)測(cè)得的信噪比就叫計(jì)權(quán)信噪比，它可以更真實(shí)地反映人的主觀聽(tīng)感。

　　聲級(jí)計(jì)原理技術(shù)

　　聲級(jí)計(jì)原理技術(shù)是由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配的技術(shù)。

　　由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)（或外接濾波器），然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)放大到一定的幅值，送到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級(jí)的數(shù)值。

　　噪音測(cè)量?jī)x/聲級(jí)計(jì)中的頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C三種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)等響曲線(xiàn)中40方純音的響應(yīng)，它的曲線(xiàn)形狀與340方的等響曲線(xiàn)相反，從而使電信號(hào)的中、低頻段有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70方純音的響應(yīng)，它使電信號(hào)的低頻段有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)100方純音的響應(yīng)，在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。 聲級(jí)計(jì)經(jīng)過(guò)頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)稱(chēng)為聲級(jí)，根據(jù)所使用的計(jì)權(quán)網(wǎng)不同，分別稱(chēng)為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，單位記作dB（A）、dB（B）和dB（C）。 目前，測(cè)量噪聲用的噪音測(cè)量?jī)x/聲級(jí)計(jì)，表頭響應(yīng)按靈敏度可分為四種：

　?。?）“慢”。表頭時(shí)間常數(shù)為1000 ms，―般用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲，測(cè) 得的數(shù)值為有效值。

　?。?）”快”。表頭時(shí)間常數(shù)為125ms，一般用于測(cè)量波動(dòng)較大的不穩(wěn)態(tài)噪聲和交通運(yùn)輸噪聲等。快檔接近人耳對(duì)聲音的反應(yīng)。

　　（3）“脈沖或脈沖保持”。表針上升時(shí)間為35ms，用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的脈沖噪聲，如沖床、按錘等，測(cè)得的數(shù)值為最大有效值。

　　（4）“峰值保持”。表針上升時(shí)間小于20ms．用于測(cè)量持續(xù)時(shí)間很短的脈沖聲，如槍、炮和爆炸聲，測(cè)得的數(shù)值是峰值．即最大值。

　　聲級(jí)計(jì)可以外接濾波器和記錄儀，對(duì)噪聲做頻譜分析。國(guó)產(chǎn)的ND2型精密聲級(jí)計(jì)內(nèi)裝了一個(gè)倍頻頁(yè)程濾波器，便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)和作頻譜分析。

　　噪音測(cè)量?jī)x/聲級(jí)計(jì)按精度可分為精密噪音測(cè)量?jī)x/聲級(jí)計(jì)和普通聲級(jí)計(jì)。精密聲級(jí)計(jì)的測(cè)量誤差約為土1dB，普通聲級(jí)計(jì)約為土3dB。聲級(jí)計(jì)按用途可分為兩類(lèi)：一類(lèi)用于測(cè)量穩(wěn)態(tài)噪聲，一類(lèi)則用于測(cè)量不穩(wěn)態(tài)噪聲和脈沖噪聲。 積分式聲級(jí)計(jì)是用來(lái)測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)不穩(wěn)態(tài)噪聲的等效聲級(jí)的。噪聲劑量計(jì)也是一種積分式聲級(jí)計(jì)，主要用來(lái)測(cè)量噪聲暴露量。

　　脈沖式聲級(jí)計(jì)是用于測(cè)量脈沖噪聲的，這種噪音測(cè)量?jī)x/聲級(jí)計(jì)符合人耳對(duì)脈沖聲的響應(yīng)及人耳對(duì)脈沖聲反應(yīng)的平均時(shí)間，噪音測(cè)量?jī)x/聲級(jí)計(jì)是噪聲測(cè)量中最基本的儀器。聲級(jí)計(jì)一般由電容式傳聲器、前置放大器、衰減器、放大器、頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)以及有效值指示表頭等組成。