Site Loader

Содержание

Интенсивность звука, необходимость её измерения

Комплект оборудования для проведения интенсиметрии в общем случае включает в себя интенсиметрический зонд, анализатор и калибратор.

Интенсиметрический зонд представляет из себя два микрофона, закрепленных на жестокой распорной раме лицевыми сторонами друг против друга. В зависимости от исследуемого диапазона частот микрофоны располагаются на расстоянии 6, 12 или 50 мм друг от друга.

Анализаторы спектра ZET 017 а так же ZET 032, ZET 034 или ZET 038 позволяют в реальном масштабе времени обрабатывать полученные измеренные значения, а программное обеспечение ZETLAB ANALIZ анализировать обработанные сигналы при помощи узкополосного спектрального анализа, долеоктавного спектрального анализа, модального анализа, взаимного корреляционного анализа и пр.

Калибратор представляет собой малую акустическую камеру, в которой создается звуковое поле с точно определенными опорными уровнями давления, колебательной скорости частиц и интенсивности звука.

Относительно этого поля калибруются микрофонные комплекты и проверяется точность измерений.

Пример настройки оборудования на базе программно-аппаратного комплекта ZETLAB.

Для получения необходимого результата требуется предварительная настройка программной части комплекта. Для этого понадобятся ряд программ: Формула, Фильтрация и Взаимный узкополосный спектральный анализ.

    1. Запускаем программу Формула из меню Автоматизация панели ZETLAB.
      Необходимо установить количество каналов 3 и произвести ряд действий, требуемых для вычисления интенсивности звука.
      Как уже было сказано, интенсивность — это усреднённое по времени произведение звукового давления и колебательной скорости частиц. Общая формула для определения интенсивности звука:

      I =(-2ρΔr)-1(p1+p2)∫(p2-p1)dt,

      где ρ — плотность среды,
      Δr — расстояние между микрофонной парой,
      p1 — звуковое давление, измеренное 1м микрофоном,
      p2 — звуковое давление, измеренное 2м микрофоном.
      Следовательно, нам необходимо через программу Формула вычислить три величины: разность звукового давления, среднее звуковое давление и градиент звукового давления:

2. Следующий шаг — определение колебательной скорости частиц. Для этого необходимо проинтегрировать полученное значение градиента звукового давления.
Запускаем программу Фильтрация сигналов из меню Автоматизация панели ZETLAB. Выбираем виртуальный канал (созданный с помощью программы Формула), определяющий градиент звукового давления и устанавливаем тип фильтрации Инт.1.

3. Заключительный шаг — получение спектра, соответствующего интенсивности звука. Запускаем программу Взаимный узкополосный спектральный анализ из меню Анализ панели ZETLAB. Производим настройку программы и смотрим усредненный взаимный спектр колебательной скорости частиц и звукового давления.

мощность звука

мощность звука
garso galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Garso bangų energija, per vienetinį laiko tarpą pereinanti per visą bangų fronto paviršių. atitikmenys: angl. acoustic power; sound power vok. akustische Leistung, f; Leistung der Schallquelle, f; Schalleistung, f rus. акустическая мощность, f; звуковая мощность, f; мощность звука, f
pranc.
puissance acoustique, f

Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas. – Vilnius: Mokslo ir enciklopedijų leidybos institutas. Vytautas Valiukėnas, Pranas Juozas Žilinskas. 2006.

  • звуковая мощность
  • Leistung der Schallquelle

Look at other dictionaries:

  • МОЩНОСТЬ ЗВУКА — энергия, передаваемая звук. волной через рассматриваемую поверхность в единицу времени. Среднее по времени значение М. з., отнесённое к единице площади, наз. интенсивностью звука. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия.… …   Физическая энциклопедия

  • МОЩНОСТЬ ЗВУКА — энергия, переносимая звуковой волной через рассматриваемую поверхность за единицу времени. Среднее значение мощности звука, отнесенное к единице площади, называется интенсивностью звука …   Большой Энциклопедический словарь

  • мощность звука — характеризует общую звуковую энергию, излучаемую источником звука в единицу времени; измеряется в Вт (или dBm децибел на милливатт). Мощность звука рассчитывается по следующей формуле: P (dBm) = 10 * lg (P/1 мВт), где P мощность звука, измеренная …   Русский индекс к Англо-русскому словарь по музыкальной терминологии

  • мощность звука — энергия, переносимая звуковой волной через рассматриваемую поверхность за единицу времени. Среднее значение мощности звука, отнесённое к единице площади, называется интенсивностью звука. * * * МОЩНОСТЬ ЗВУКА МОЩНОСТЬ ЗВУКА, энергия, переносимая… …   Энциклопедический словарь

  • мощность звука — garso galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Išspinduliuotų, perduodamų arba priimamų garso bangų galia. atitikmenys: angl. acoustic power; sound power vok. akustische Leistung, f; Leistung der Schallquelle, f;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • мощность звука — garso galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. sound power vok. Schalleistung, f rus. мощность звука, f pranc. puissance acoustique, f; puissance du son, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Мощность звука —         энергия, передаваемая звуковой волной через рассматриваемую поверхность в единицу времени; измеряется в ваттах. Различают мгновенное значение М. з. и среднее за период или за длительное время. Наибольший интерес представляет среднее… …   Большая советская энциклопедия

  • МОЩНОСТЬ ЗВУКА — энергия, переносимая звук. волной через рассматриваемую поверхность за единицу времени. Ср. значение М.з., отнесённое к единице площади, наз. интенсивностью звука …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • МОЩНОСТЬ ЗВУКА — энергия, передаваемая звуковой волной через рассматриваемую поверхность в единицу времени (Болгарский язык; Български) звукова [акустична] мощност (Чешский язык; Čeština) akustický tlak (Немецкий язык; Deutsch) Schalleistung; Lautstärke… …   Строительный словарь

  • Мощность — Размерность L2MT−3 Единицы измерения СИ Вт СГС …   Википедия

Зависит ли громкость колонки от ее мощности?

Как мы знаем, спекулировать значениями мощности гаджетов любят все производители. Хотя на самом деле судить о громкости акустической колонки по показателю ее мощности некорректно, и не только потому что громкость — величина, которая во многом зависит от субъективного восприятия. Есть еще ряд причин.

Мощность звука не может быть постоянной величиной — она рассчитывается с учетом звукового давления и ее нельзя просто взять и указать в спецификации к прибору. Мощность же, указываемая производителями, просто сообщает нам, какое количество электроэнергии в ваттах могут выдержать динамики колонки. А как раз звуковое давление (SPL), которое измеряется в децибелах, отвечает за громкость звука.

Идем дальше. Эффективность использования электроэнергии, которая подается в динамик, определяется его чувствительностью. Некоторые производители так и называют этот показатель «эффективностью». Чувствительность измеряется в дБ/Вт/м — то есть это SPL в одном метре от динамика, когда на него поступает сигнал мощностью 1 Вт и частотой 1 кГц. И именно от чувствительности динамика к мощности, на него поступающей, зависит звуковое давление, которое мы чувствуем.  

Большинство колонок на рынке имеют чувствительность 85-90 дБ/Вт/м, то есть при подводе 1 Вт мощности в динамик тот выдает звук громкостью 85-90 дБ на расстоянии 1 м от колонки. Кстати, децибелы — это логарифмическая величина. То есть, увеличив мощность в 10 раз, мы получим громкость, равную 95-100 дБ, в 100 раз — 105-110 дБ и т.д. Проще говоря, существенно нарастив мощность, на выходе мы не получаем впечатляющего роста громкости.

При всем это нужно иметь в виду, что 100 дБ — это громкость рок-концерта, и длительное воздействие такого уровня громкости негативно влияет на слух. Иначе говоря, мощность больше 10 Вт беспроводной колонке, стоящей в обычной жилой комнате, вообще ни к чему. А два усилителя мощностью 50 Вт и 100 Вт не будут отличаться громкостью в два раза — скорее, их уровень звукового давления будет различаться примерно на 3 дБ.

В большинстве случаев та цифра, которая гордо красуется на рекламном постере или на корпусе колонки — скорее всего, максимально возможная разовая нагрузка на динамик, которая к постоянной громкости звука не имеет никакого отношения. Некоторые производители вообще указывают потребляемую мощность и не терзаются муками совести.

Источник: //zoom.cnews.ru/b/post/tehnoblog/75543


Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.

Что такое чувствительность динамиков, на что она влияет и как ее определить | Новость

Чувствительность динамиков: методы измерения и влияние на звук

  • Чувствительность — это параметр, который показывает, насколько эффективно динамик преобразует мощность усилителя в акустическую энергию. Другими словами, насколько громким будет его звучание при заданной мощности усилителя.

Как измеряется чувствительность динамика

  • Измерение этого параметра осуществляется на этапе производства с помощью шумомеров — приборов, измеряющие уровень звукового давления (SPL). Для получения точных результатов замеры производятся на расстоянии 100 см от динамика при мощности 1 Вт, поступающей от усилителя. Полученные значения указываются в характеристиках устройства в децибелах (дБ).

Сравнение динамиков с разной чувствительностью

  • Допустим, вам нужно выбрать один из трех разных динамиков для системы автозвука. Их чувствительность составляет 84, 87 и 90 дБ соответственно. Второй динамик на 3 дБ громче, чем первый. Это различие кажется незначительным, однако эта разница дает тот же эффект, что и удвоение мощности усилителя, что может быть существенным.
  • При сравнении значений чувствительности динамиков имейте в виду, что разные производители рассчитывают это значение по-разному. Некоторые производят измерения только на одной частоте (вероятно, наиболее слышимой). Другие могут проводить измерения на нескольких частотах, а затем усреднять результаты. Третьи используют «розовый шум», то есть комбинацию звуков из разных частотных диапазонов.
  • Многое зависит и от того, как проводятся замеры: например, измерения в идеальной неотражающей среде и в реальных условиях дадут разные результаты. Некоторые производители могут проводить измерения на расстоянии более 1 метра, а затем вычислять номинальное значение математически.

На что влияет чувствительность динамиков

  • Стоит помнить, что чувствительность — это лишь один из факторов, влияющих на звучание. Он не имеет ничего общего с качеством звука и определяет только громкость.
  • Динамик с номинальной чувствительностью 87 дБ при подключении к автомагнитоле и усилителю, мощность которого составляет 100 Вт, сможет выдавать громкость на уровне до 107 дБ (87 + 20) при измерении на расстоянии 1 м.
  • Некоторые общие правила, которые следует запомнить:
  • Удвоение мощности усилителя увеличивает выходной уровень динамика на 3 дБ.
  • Использование усилителя мощностью 10 Вт увеличивает громкость динамика на 10 дБ.
  • При повышении мощности до 100 Вт громкость повышается еще на 20 дБ.
  • При достижении порога 1000 Вт громкость повысится еще на 30 дБ.
  • При этом на громкость влияют и другие факторы. Так, чем дальше вы находитесь от динамика, тем тише будет звук. Это называется воздушной потерей. Математически громкость уменьшается на 6 дБ каждый раз, когда расстояние удваивается. Так, тот же динамик-громкоговоритель с номинальной чувствительностью на уровне 87 дБ, подключенный к 100-ваттному усилителю, будет выдавать 107 дБ при измерении на расстоянии 1 м. Но если отойти на 2 м, громкость упадет с на 6 дБ до 101 дБ. Увеличение расстояния до 4 метров снизит это значение еще на 6 — до 95 дБ.

Источник: 

Общая техническая информация о вентиляторах

Номинальные значения

Номинальные напряжения/частота

Максимальные  разрешенные  изменения напряжения:  +6%, -10%  в соответствии со стандартом DIN  IEC 38,  плюс максимальная разрешенная частота.

Номинальная мощность

Максимальная мощность, потребляемая вентилятором от сети переменного тока.

Номинальный ток

Номинальный ток означает максимальный ток, потребляемый вентилятором от сети переменного тока при номинальном сетевом напряжении.

Акустика

Звуковое давление

Звуковые волны распространяются в воздухе в виде колебаний давления. Наши уши воспринимают колебания давления как звук. Звуковое давление измеряется в паскалях (Па). Наименьшее звуковое давление, которое воспринимает человеческое ухо 2*10″ 5 , является порогом слышимости. Самое сильное давление, которое может вынести ухо (болевой порог) 20 Па, и это считается верхней границей слышимости. Большая числовая разница измеряемая в Па, между порогом слышимости и болевым порогом создает неудобства при расчете. Поэтому используется логарифмическая шкала, которая основывается на отношении Действительного уровня звукового давления к порогу слышимости. Эта шкала использует в качестве единицы измерения децибел (Дб), где 0 дБ соответствует порогу слышимости, а 120 дБ соответствует болевому порогу. Звуковое давление уменьшается с увеличением расстояния от источника шума и зависит от акустических характеристик помещения и места нахождения источника звука.

Звуковая мощность

Звуковая мощность определяется, как количество энергии, передаваемой в единицу времени (Вт), которую испускает источник звука. Звуковая мощность не может быть измерена непосредственно и вычисляется через звуковое давление. Существует логарифмическая шкала для мощности звука, аналогичная шкале звукового давления. Звуковая мощность не зависит от места расположения источника звука или акустических характеристик помещения и поэтому ее удобно использовать для сравнения акустических характеристик различных вентиляторов.

Частота

Количество колебаний источника звука в единицу времени относительно среднего значения определяется частотой. Частота измеряется, как количество колебаний в секунду, при этом одно колебание в секунду равно 1 Герц (Гц). Большее количество колебаний в секунду, т.е. более высокая частота, дает более высокий тон. Человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20-20000 Гц. Частоты часто подразделяются на 8 групп, известных как полосы со среднегеометрическими частотами: 63Гц, 125 Гц, 250 Гц, 50 Гц, 1000 Гц, 2000 Гц, 4000 Гц и 8000 Гц.

А-фильтр

Человеческое ухо имеет разную степень чувствительности к звукам различной частоты. Это означает, что звуки с высокой и низкой частотой одинаковой мощности будут распознаваться, как два разных звуковых уровня. Говоря проще, мы слышим высокочастотный звук лучше, чем звук с низкой частотой.

Чувствительность слуха также зависит от силы звук. Для компенсации неравномерного восприятия звука на октавные полосы частот накладываются корректировки, так называемые фильтры. Для уровня звукового давления ниже 55 дБ используется А-фильтр. Для уровня 55 и 85 дБ — В-фильтр, а для уровня свыше 85 дБ — С-фильтр.

А-фильтр, наиболее часто применяется в вентиляции, накладывая корректировку на каждую октавную полосу частот. Поэтому значения дБ, получаемые с корректировкой А-фильтра, обозначаются как дБ(А).

Звуковая мощность и звуковое давление

Связь между звуковой мощностью и звуковым давлением

Простая аналогия, помогающая понять взаимосвязь между звуковой мощностью и звуковым давлением, может быть проведена с теплом.

Электрический обогреватель имеет определенную выходную мощность, которую он излучает в комнату, повышая температуру в комнате. Выходная мощность обогревателя не зависит от помещения, в котором находится обогреватель. Однако температура в помещении будет варьироваться в зависимости от нашего расстояния от обогревателя, а также от характеристик помещения, таких как его размер и количество тепла. поглощается или передается через стены и пол помещения.

Зависимость между выходной звуковой мощностью источника звука и уровнями звукового давления в помещении аналогична. Звуковая энергия, излучаемая источником, повысит уровень звукового давления в помещении. Уровень звуковой мощности источника не зависит от помещения, но уровни звукового давления будут зависеть от нашего расстояния от источника и характеристик помещения.

Сюда входит размер комнаты и степень отражения или поглощения звука поверхностями в комнате.

Как и в случае со звуковым давлением, мы обычно выражаем звуковую мощность в децибелах. Иногда это может быть источником путаницы, особенно когда эталонное значение опущено. Эталонное значение для уровней звукового давления составляет 20 мкПа, а эталонное значение для уровней звуковой мощности — 1 пВт.

Эти эталонные значения были выбраны таким образом, чтобы в идеальном свободном поле на расстоянии, где площадь распространения составляет 1 м2, уровень звукового давления и уровень звуковой мощности были равны.

Зачем определять уровни звуковой мощности?

Очень полезно знать уровень звуковой мощности устройства. Это позволяет нам объективно сравнивать звуковой выход различных устройств, не зная среды, в которой они были протестированы, или расстояния, на котором проводились измерения.

Благодаря этому уровни звуковой мощности идеально подходят для маркировки продуктов, указания предельных уровней шума для устройств и проверки соблюдения предельных значений.

Поскольку уровни звуковой мощности не зависят от акустической среды и места измерения, они также позволяют нам рассчитать уровень звукового давления от устройства до конкретных мест в известной акустической среде.

Например, консультант-акустик может использовать уровень звуковой мощности механизма для расчета уровня звукового давления, который он будет создавать в близлежащем жилом доме, если он будет установлен в определенном месте. Затем консультант может определить, будут ли результирующие шумовые выбросы в жилом помещении соответствовать соответствующим нормам, или следует разработать меры по смягчению или выбрать другое, более тихое оборудование.

Как измерить звуковую мощность

Мощность звука можно определить по измерениям звукового давления или интенсивности звука.

Существует два метода определения звуковой мощности по измерению звукового давления: прямой метод и метод сравнения. Прямой метод чаще всего используется в средах практически со свободным полем, но его также можно использовать в реверберационном звуковом поле. Однако метод сравнения используется только в реверберационных звуковых полях.

В прямом методе определяют воображаемую поверхность, окружающую испытуемое устройство, и производят измерения звукового давления в нескольких точках на поверхности. Эти измерения уровня звукового давления пространственно усредняются и корректируются с учетом влияния акустической среды (например, фонового шума).

После определения среднего уровня звукового давления для измеряемой поверхности. Уровень звуковой мощности можно рассчитать, просто сделав поправку на отношение площади поверхности к эталонной площади поверхности 1 м2. Здесь уровень звуковой мощности равен уровню звукового давления.

Метод сравнения немного отличается.В этом методе используется эталонный источник звука с известным и стабильным уровнем звуковой мощности. Измерения звукового давления проводят в испытательной комнате как при работающем эталонном источнике звука, так и при работающем испытуемом устройстве. Затем можно рассчитать уровень звуковой мощности тестируемого устройства путем сравнения уровней звукового давления, измеренных для каждого источника звука.

Определение звуковой мощности по измерениям интенсивности звука следует процессу, очень похожему на прямой метод с измерениями звукового давления. Но поскольку интенсивность звука является усредненной по времени векторной величиной, она гораздо более терпима к фоновым шумам и реверберации, чем измерения на основе звукового давления. Это делает определение звуковой мощности на основе интенсивности звука особенно подходящим для измерений на месте.

Стандарты звуковой мощности

Существует множество стандартов для определения звуковой мощности, учитывающих различные типы источников шума, измеряемых в различных акустических условиях и обеспечивающих различные уровни точности.Детальное обсуждение многих стандартов, используемых в настоящее время, выходит за рамки этой статьи; однако мы можем предоставить обзор.

Сначала мы можем разделить на «базовые стандарты» и «коды испытаний на шум». Основные стандарты определяют методы определения звуковой мощности для всех типов продуктов в различных акустических условиях и с различными уровнями точности. В результате они дают только общие рекомендации по условиям эксплуатации и монтажа тестируемого устройства.

С другой стороны, коды испытаний на шум

относятся к конкретным типам источников шума и определяют подробные требования к монтажу и условиям эксплуатации, а также определяют, какие основные стандарты следует использовать.Как правило, если для устройства существует код проверки шума, его следует использовать.

Если код проверки шума не существует, можно использовать базовый стандарт. ISO 3740:2019(ru) Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума. Руководство по использованию основных стандартов содержит обзор основных стандартов для определения звуковой мощности. Это можно использовать для выбора соответствующего стандарта с учетом условий тестирования и оборудования, характеристик тестируемого устройства и желаемого уровня точности.

СОВЕТЫ ПО ВЫБОРУ ВАШЕГО РЕШЕНИЯ
СВЯЖИТЕСЬ С НАШИМИ ИНЖЕНЕРАМИ ПО ПРОДАЖАМ

Приборы для измерения звуковой мощности

Выбор наиболее подходящей аппаратуры для определения звуковой мощности зависит от выбранного метода и среды испытаний, а также объема испытаний и характеристик источника.

Компания Brüel & Kjær предлагает широкий спектр приборов и программного обеспечения для определения звуковой мощности. Ниже мы перечислили некоторые из наиболее широко применимых вариантов.

Звуковая мощность

Звуковая мощность (Вт)

Звуковая мощность — это уровень энергии или энергия звука в единицу времени ( Дж/с или Вт в единицах СИ), излучаемая источником.

При распространении звука через среду передается акустическая мощность звука. Интенсивность звука представляет собой передачу звуковой мощности через поверхность (Вт/м 2 ) — векторную величину с направлением через поверхность . Таким образом, звуковая мощность, излучаемая источником, может быть рассчитана путем интегрирования акустической интенсивности по окружающей поверхности.

N = ∫ S I · N DS (1)

, где

N = акустическая мощность излучаемого из источника (W)

I = интенсивность звука — звуковая мощность через поверхность (W /m 2 )

n ​​= единичный вектор нормали к площади поверхности

S = площадь поверхности вокруг источника (м 2 )

5 900ag Для распространения звука через источник во всех направлениях Виртуальная сферическая поверхность — акустическая мощность может быть модифицирована до

N = 4 π R 2 I (1b)

, где

R = радиус в сфере (M)

Уровень мощности звука ( дБ)

Звуковую мощность можно выразить относительно эталонной мощности — 10 -12 Вт — в логарифмической шкале «децибел» как

9000 4 l n = 10 log 10 (N / N Ref )

= 10 log 10 (n) + 120 (2)

, где

L N

= Звуковой уровень мощности (Decibel, DB)

N = звуковая мощность (W)

N REF = 10 -12 — эталонная система звука ( Вт)

Человеческое ухо способно слышать мощность звука в диапазоне от 10 -12 Вт до 10 — 100 Вт , диапазон 10/10 -79 50 7 10 130 10 130 10 .

Пример — уровень звуковой мощности

Звуковая мощность от инструмента составляет 0,0015 Вт . Уровень звуковой мощности может быть рассчитан как

L N = 10 log 10 ((0 0,0015 Вт) / (10 -12 W))

= 91,8 дБ

уровень звуковой мощности от машины оценивается в 100 дБ . Звуковая мощность может быть рассчитана путем преобразования (1) в

N = 10 ((L N — 120) / 10)

-(10 70 5 (10 9074 10 дБ) ) / 10)   

   = 0.01 Вт

Уровень интенсивности звука (дБ)

Интенсивность звука также может быть выражена относительно эталонной интенсивности — порога слышимости — 10 -12 Вт/м 2 — в логарифмических «децибелах» Шкала как

L I = 10 Log 10 (I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / I / i / i / i / i

= 10 log 10 (I) + 120 (3)

Где

L I = уровень интенсивности звука (децибел, дБ)

I = интенсивность звука (W / M 2 )

I REF = 10 -12 — эталонная сила звука (Вт/м 2 )

Значение уровня силы звука и уровня звукового давления практически совпадают

L I = L p — 0. 2            (4)

где

L p = уровень звукового давления (дБ)

поверхность — на расстоянии
1 м от 100 дБ машины в приведенном выше примере можно вычислить, переставив (1b) в

I = N / ( 4 π r 2 )

5 = (0.01 Вт) / ( 4 π (1 м) 2 )

= 0,0008 Вт / м 2

Уровень интенсивности звука может быть рассчитан с (3) как

L I ≈ L P 10 Log 10 ( 0,0008 Вт / м 2 ) + 120

= 89 дБ

интенсивность звука на расстоянии 10 м

I =  N / ( 4 π r 2 )

   = (0.01 Вт) / ( 4 π (10 м) 2 )

= 0,000008 Вт / м 2

Уровень интенсивности звука может быть рассчитан с (3) как

L I ≈ L P 10 log 10 ( 0,000008 Вт / м 2 ) + 120

= 69 дБ

Типичная звуковая мощность

Звуковая мощность в Watts и уровень звуковой мощности в децибелах из некоторых общих источников указан ниже:

7 осевой вентилятор, 100 000 м 3 / H
пулемет
Большой трубный орган

7




Внутри железнодорожного автомобиля
Roysy Office
Внутри автомобиля
Сушилка для одежды
Source Sound Power
N —
(W)
(W)
L N
(дБ)
(DB)
(Ref 10 -12 W)
Saturn Rocket 100 000 000 200 9046 5 Turbo Jet самолет двигатель 100 000 170 170 170
10 000 160 160
9049
Внутри реактивных двигателей Test Mique
Meet Manage Tail
1000 150
Большой центробежный вентилятор, 800. 000 м 3 / H
Turbo Propeller Самолет на взлетном
100 140 140 140
10 130
Большой отбойный молоток
Симфонический оркестр
Реактивный самолет с пассажирской рампы
Heavy Thunder
Sonic Boom
Малый авиационный двигатель
Трактор 150 л.с.000 м 3 / H 3 / H
Ускоряющий мотоцикл
Heavy Metal, Hard Rock Band Music
Blaring Radio
Цепная пила
Деревянные Рабочие магазин
Большой Воздушный компрессор
Электрический двигатель 100 HP / 2600 RPM
0,1 110
Пневматическое долото
Стальные колеса метро
Магнитный сверлильный станок
Утечка газа под высоким давлением
Удар стальной пластины
Привод
Автомобиль на скорости шоссе
Обычный вентилятор
Вакуумный насос
Стальной лист
Строгальный станок
Воздушный компрессор
Пропеллер5 Подвесной мотор 90
Громкий уличный шум
Газонокосилка
Пневматическая сеялка
Вертолет
0. 01 100 100 9

8
STARF OFF
Hammer Mill
Маленький воздушный компрессор
Грель
Тяжелый дизельный автомобиль
Heavy City Traffic
Lawn Mover
Самолет на самолете в обычном полете
Кухонный блендер
Спиннинг Машины
Поезд на метро
пневматический отбойный
0.001 9
будильник
Pucumum Cleaner
посудомоечная машина
0,0001 804999 90
0.00001 70498 70
Большой универмаг
Вентиляционный вентилятор
Вентиляционный вентиляционный вентиляционный
Noisy Home
Средний офис
Фен

0.000001
60499
Комната с оконным кондиционером
Office Air Diffuser
Тихий офис
Средний дом
quit Street
0. 0000001 50 50

99

голос, низкий
Небольшие электрические часы
Частный офис
Тихого дома
Холодильник
Пение птицы
Ambient Wilderness
Сельскохозяйственная земля
0.00000001 40498 40 9
Комната в тихом жилище в полночь
Тихий разговор
Фоновый шум в трансляции / записи студии
0.000000001 30
Шестанские листья
Пустой аудиторий
Whisper
Дыхание человека000000000001
0

Основы акустики: звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука

Существует множество способов количественной оценки звука. Три основных используемых термина: звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука. Этот блог призван объяснить разницу между этими терминами и то, как они все связаны друг с другом.

Звуковое давление

Звуковое давление или акустическое давление — это скалярная величина, используемая для обозначения уровня амплитуды звука в определенном месте в пространстве. Это отклонение от окружающего атмосферного давления, вызванное звуковой волной. Звуковое давление зависит от расстояния, с которого производится измерение, и от того, в какой атмосферной среде оно производится. Единицей СИ для звукового давления является Паскаль (Па). В воздухе звуковое давление можно измерить с помощью микрофона, а в воде — с помощью гидрофона.

Человеческое ухо может выдерживать очень широкий диапазон звукового давления, однако минимальное звуковое давление, которое может услышать человек, составляет ~20 мкПа.Хотя повреждение уха болезнью или громкой музыкой может повлиять на чувствительность. Как правило, дискомфорт в ушах ощущается при ~ 20 Па, а боль в ушах возникает при звуковом давлении ~ 60 Па. Для сравнения: 20 Па — это типичное звуковое давление на рок-концерте, а 60 Па — эквивалент звукового давления дуть в ухо трубой с расстояния 0,5 м.

Звуковое давление также обычно указывается в децибелах (дБ) по нескольким причинам; многие распространенные повседневные звуки имеют очень маленькое значение звукового давления, например, нормальное преобразование при 0. 01 Па; и диапазон обычно составляет от мкПа до кПа, что является большим диапазоном. При выражении в децибелах это называется уровнем звукового давления. Децибелы — это не единица измерения, а логарифмическая функция, которая показывает соотношение между двумя значениями. При измерении уровня звукового давления мы используем уравнение:

Уровень звукового давления = 20 log 10 ( p⁄p ref ) дБ

Где p — измеренное звуковое давление, а pref — общепринятое эталонное звуковое давление, 20 мкПа (помните, что это самый тихий звук, который мы можем услышать).Так, для обычного разговора звуковое давление составляет 0,01 Па, а уровень звукового давления — 54 дБ. Еще одним преимуществом использования децибелов для выражения звукового давления является то, что логарифмическая шкала означает, что числовой диапазон звукового давления меньше и более управляем.

Мощность звука

Звуковая мощность — это скорость, с которой звуковая энергия излучается источником в единицу времени. Это создает звуковое давление на некотором расстоянии от источника. Звуковая мощность измеряется в ваттах (Вт). Это измерение часто используется в нормах по шуму для строительной техники, чтобы работодатели могли убедиться, что их сотрудники хорошо оснащены и безопасны для работы в окружающей среде.Звуковая мощность является полезным измерением, поскольку она не зависит от расстояния до источника и расположения микрофона. Таким образом, количественная оценка звуковой мощности является более сложной задачей, но обычно она выполняется с использованием нескольких микрофонов, расположенных вокруг объекта в виде полусферы, настроенной на улавливание звука, излучаемого вокруг объекта во всех направлениях.

Как и звуковое давление, уровень звуковой мощности часто выражается в децибелах и выражается уравнением:

Уровень звуковой мощности = 10 log 10 ( p⁄pref ) дБ

Где P — мощность звука, а Pref — общепринятая эталонная мощность звука, 1 пВт. Однако в наши дни часто уровень звуковой мощности дается в белах (1 бел = 10 децибел), чтобы не путать с уровнем звукового давления.

Интенсивность звука

Интенсивность звука — это мощность звука на единицу площади, показывающая поток звука через определенную область в определенном направлении. Единицей СИ является Вт/м2. Интенсивность звука напрямую связана со звуковым давлением:

Интенсивность звука = звуковое давление x скорость частиц

Где скорость частиц — это скорость и направление, в котором частицы в среде колеблются вперед и назад при передаче звука.Интенсивность звука часто используется в качестве измерения в аудиоэлектронике, поскольку имеет значение не только «громкость» (то есть уровень давления), но и направление, в котором эта «громкость» распространяется. Измерение интенсивности звука похоже на измерение мощности звука, поскольку для регистрации амплитуды и направления требуется два или более микрофона.

Уровень интенсивности звука также обычно измеряется в децибелах и определяется по уравнению:

Уровень интенсивности звука = 10 log 10 (I ⁄Iref ) дБ

Где I — интенсивность звука, а Iref — общепринятая эталонная звуковая мощность, 1 пВт/м2. Интенсивность звука и мощность звука связаны следующим уравнением:

Уровень интенсивности звука = уровень звуковой мощности / площадь

В заключение, звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука являются основными терминами, используемыми для количественных акустических характеристик и часто даются в децибелах. Все они описывают разные аспекты звука. Следующий шаг в нашей серии блогов по основам акустики — звуковые поля!

 

Бесплатное моделирование с помощью

OnScale Solve™

Уровень звуковой мощности SWL и уровень звукового давления SPL расстояние сравнить акустическую мощность шум источника звука Преобразование звукового давления в интенсивность звука преобразование уровня звука уровень энергии сила коэффициент направленности коэффициент интенсивности звука SIL

Уровень звуковой мощности SWL и уровень звукового давления SPL расстояние сравнить акустическую мощность шум источника звука Преобразование звукового давления в интенсивность звука Уровень звука Уровень энергии Сила Коэффициент направленности Коэффициент интенсивности звука SIL — sengpielaudio Sengpiel Berlin


Сравнить Sound Power , ,
интенсивность звука в расстояние от Sound Source

« Уровень звуковой мощности SWL», « Уровень звукового давления SPL» и « Уровень интенсивности звука SIL»
— разные величины, которые не следует путать.
 
Излучение звука определяется как мощность звука,
непрерывно излучаемого источником звука.
Суммарная звуковая энергия, излучаемая источником
в единицу времени, равна звуковой мощности
.
 
Все уровни имеют одну и ту же единицу измерения: децибел (дБ). Термин «звук уровень» обычно заменяется на каждый.
В качестве характеристического импеданса воздуха мы используем круглое значение Z = 400 Нс/м (Пас/м). Затем «уровень звука», то есть уровень звукового давления L p и интенсивность звука уровень L I точно такое же значение, как значение в децибелах.
Звуковая мощность или акустическая мощность – это звуковая энергия, постоянно передаваемая в секунду от источник звука. Источник звука имеет заданную постоянную звуковую мощность, которая не измениться, если он находится в другой комнате.
Звуковая мощность является теоретической величиной, которую невозможно измерить. Он рассчитывается и выражается в ваттах и ​​как уровень звуковой мощности л Вт в децибелах.
Источник звука производит звуковую мощность, а это создает звуковое давление колебания в воздухе. Звуковая мощность не зависит от расстояния, тогда как звуковое давление Эффект зависимости от расстояния.
Используемый браузер не поддерживает JavaScript.
Вы увидите программу, но функция не будет работать.

Преобразование уровня звуковой мощности в уровень звука
 
At r = расстояние 1 метр, уровень звукового давления (SPL) точечного источника на 11 дБ меньше уровня его звуковой мощности (SWL), когда Q = 1, дается распространение по всей сфере.
 
Для Q = 1 (распространение по всей сфере) уровень звуковой мощности равен уровню звукового давления или уровню интенсивности на расстояние r = 0,2821 м от источника.

Преобразование уровня звука в уровень звуковой мощности
 
 
Звуковая мощность или уровень звуковой мощности не зависят от расстояния до источника звука.
Думать помогает: 100-ваттная лампочка излучает постоянно одинаковую мощность.
Это действительно так — неважно, на расстоянии 1 м, 10 м или даже 100 м.
Эти излучаемые ватты не меняются с расстоянием. Они остаются в источнике.

Звуковая мощность не зависит от расстояния, тогда как звук давление зависит от расстояния.
 

Сила звука, расстояние и мощность звука на Q = 1

Часто говорят, что уровень звукового давления = SPL, уровень звуковой мощности = SIL и уровень звуковой мощности = SWL
несопоставимы.SPL измеряется в паскалях = Н/м 2 , интенсивность звука – это энергия, измеряемая в
Вт/м 2 , а звуковая мощность измеряется в ваттах?
 
Малоизвестно, что уровень звуковой мощности (без (!) расстояния r ) совпадает с уровнем звукового
давления и уровнем интенсивности звука при распространении на полную сферу (
Q = 1) на расстоянии
от источника звука r = 0,2821 м.

 
1 ватт звуковой мощности = 120 дБ
Интенсивность звука при r = 0.2821 м: P AC AC = 1 ватт / (4 π × R 2 ) = 1 ватт, что означает (4 π R 2 ) = 1 и R = (1/4 π ).
10 × log (1/10 −12 ) = 120 дБ 11) = 120 дБ
Так как же они могут быть не сравнимы?
 
Уровень силы звука и уровень звукового давления на расстоянии 1 метра от источника
в свободном поле на 11 дБ меньше уровня звуковой мощности источника.
SIL = SPL = SWL − 11 дБ или L I = L p = L W − 11 дБ.

 
Акустическое сопротивление воздуха Z 0 = 400 Па×с/м.

Звуковое давление не является интенсивностью
 
Дифференцировать: Звуковое давление p — это «звук поле количество» и интенсивность звука I — это «количество энергии звука «.В учениях эти термины часто не разделены достаточно резко, а иногда даже ставятся равными. Но I ~ р 2 .
 

Изменение мощности звука в зависимости от расстояния — чепуха
 
Важно: уровень звука не следует путать с уровнем звуковой мощности! Значения уровня звукового давления в дБ всегда привязаны к расстоянию до источника звука,
однако значения уровня звуковой мощности в дБ на самом деле не связаны с расстоянием от источника звука.
 
Вопрос: Как уменьшается мощность звука с расстоянием? Ответ: «Первоапрельская шутка — Звуковая мощность не уменьшается (падает) по мере удаления от источника звука.»
 
Однако уровни звукового давления и уровни интенсивности звука уменьшаются одинаково с расстоянием от источника звука. Звуковая мощность или уровень звуковой мощности имеет не имеет (!) отношения к расстоянию от источника звука.
Думать помогает: 100-ваттная лампочка действительно всегда находится на расстоянии 1 м и 10 м. те самые 100 ватт, которые излучаются лампой все время.
Ватт не меняется с расстоянием.
 
Частый вопрос: «Зависит ли мощность звука от расстояния?» Однозначный ответ: «Нет, не совсем».
 
В качестве величины звукового поля рассматриваем звуковые поля в воздухе, которые описываются скалярной величиной p (звуковое давление) и векторной величиной v (скорость звука).
 

      
 
Звуковая мощность и уровень звуковой мощности
 
Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обе стороны знака .

Звуковая мощность не зависит ни от помещения, ни от расстояния.

Прямой преобразование звукового давления в силу звука и наоборот

Просто введите значение слева или справа.
Калькулятор работает в обе стороны знака .

В то время как уровень звукового давления в воздухе согласуется с уровнем интенсивности звука, когда выбран эталонный звуковой характеристический импеданс Z 0 =   400 Н·с/м³, это не относится к расстоянию независимый уровень звуковой мощности.

Один и тот же уровень звука на расстоянии R = √ ( Q

2 / 4 π )

Геометрия
Направленность
Коэффициент
Q
Равный уровень звука
На расстоянии r
р
дБ
Нет поверхности рядом с источником звука; способен излучать
акустических волн во всех направлениях; полная сфера
1 √(1/4π) = 0. 2821 м 11
Источник звука вблизи плоской поверхности; способен
излучать акустическую энергию до половины сферы (геми)
2 √(1/2π) = 0,3989 м 8
Рядом с двумя соседними плоскими поверхностями,
перпендикулярными друг другу; способен излучать до одной четверти сферы
4 √(1/π)  = 0,5642 м 5
На углу; способен излучать акустическую энергию до одной
восьмой части сферы
8 √(2/π)  = 0.7979 м 2



полная сфера Q = 1 полугодия

Q q

2 = 2 четверть сферы Q

2 = 4 восьмая сфера Q Q = 8


Для практически встречающегося телесного угла получаем следующие соотношения
между мощностью звука и уровнем звукового давления: [20 × Log 10 ( R )] + 11 дБ (полный)
для Q = 2 L W = L P + [20 × LOG 10 ( r )] + 8 дБ (половина)
Для Q = 4 is L W = L p + [20 × log 10 ( r ) r )
для Q = 8 л W = л P + [20 × LOG 10 ( R ) + 2 дБ (восьмой)
л P = средний уровень звукового давления на оболочке (поверхности полусферы)
и для наиболее частого случая излучения полусферы r = 1 м: Д Ш = Д р + 8 дБ

Сферическое распространение звука в свободном поле, Q = 1


Звуковое давление на сферическом расстоянии от источника
с известной звуковой мощностью может быть выражено как:
       (1)
где
p = звуковое давление в Па = Н/м 2
ρ = плотность воздуха в кг/м 3 : 1. 2041 кг / м 3 AT 20C
C = скорость звука в м / с: 343,22 м / с на 20 ° C
p AC = звуковая мощность в W
π = 3.14159
R = расстояние от источника в м
Q = коэффициент направленности (сферический = 1, полусферический = 2)
индекс направленности — коэффициент направленности — коэффициент направленности

для сферического распространения звука ( Q = 1) на расстоянии R R = √ ( 1/4 π ) = 0.2821 м
Значение уровня звукового давления в децибелах равно уровню звуковой мощности.

Полусферическое распространение звука, Q = 2

Коэффициент направленности Q зависит от нескольких параметров – положения
и направления источника, помещения или окружающего пространства и т. д.
Уровень звукового давления L p можно выразить логарифмически как:
L p = 20 log ( p/p 0 ) = 20 log ((Q ρ c P ac /(4 π r 2 6)) где = уровень звукового давления в дБ
p 0 = 2 × 10 −5 — эталонное звуковое давление в Па
Примечание: при каждом удвоении расстояния от источника шума
уровень звукового давления л p , уменьшится на 6 децибел.


для сферического распространения звука ( Q = 2) на расстоянии R R = √ (1/2 π ) = 0,3989 м
Уровень звукового давления равен уровню звуковой мощности.

Для точечных источников звука получаем сферическую поверхность А.
В зависимости от расположения в пространстве сферических сегментов следует учитывать:
Сплошная сфера — источник звука в любом месте помещения, Q = 1
Полусфера — источник звука на земле Q = 2
Четверть сферы — источник звука на стене, Q = 4
Восьмая сфера — источник звука в углу, Q = 8
Q = коэффициент направленности и площадь A = (4 π × r 2 ) / Q




Звук интенсивности I = звуковая мощность P AC / область A
звуковой мощности P AC = I × A = I × 4 π × r 2 .

Калькулятор уровня звукового давления

Рассмотрим источник звука и представим сферу радиусом r с центром в источнике.
Источник звука постоянно выдает общую мощность P . Интенсивность звука I по определению одинакова
везде на этой поверхности мыслесферы. Интенсивность I определяется как
мощность P на единицу площади A .Площадь поверхности сферы A = 4 π × r 2 , поэтому интенсивность звука
, проходящего через каждый квадратный метр поверхности, по определению:
I = P / 4 π × r 2 .
Мы видим, что интенсивность звука обратно пропорциональна квадрату расстояния от
до источника (1/ r 2 ): 1 2 / р 2 2 .
, но интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, I

2 ~ 3 P 2 , поэтому мы можем
Написать:
P 2 / P 1 = R 1 / р 2 . Звуковое давление p меняется с 1 / r расстояния.

Итак, если мы удвоим расстояние, мы уменьшим звуковое давление в 2 раза, а
интенсивность звука в 4 раза: другими словами, мы уменьшим уровень звука на
6 дБ.Если мы увеличим r на коэффициент 10, мы уменьшим уровень на 20 дБ.


Когда точечный источник излучает звук (или другую форму энергии) равномерно во всех направлений в свободном поле, она растекается по поверхности сферы увеличение радиуса. Площадь полной сферы 4 π × r ². Коэффициент направленности Q = 1,
Одно и то же количество энергии распространяется на все большую и большую площадь, следовательно, интенсивность будет уменьшаться.
Источник звука все время излучает акустическую мощность и остается там. Мощность звука не уменьшается с удалением от источника звука.

Преобразование уровня звуковой мощности в уровень звукового давления

Источник шума излучает мощность, которая измеряется как уровень звуковой мощности.
Это характеристика одного источника и не зависит от расстояния. это используется для оценки и сравнения различных источников шума.Уровень звукового давления источник — это уровень звука, создаваемый источником, но находящимся на расстоянии от него.
Таким образом, уровень звукового давления зависит от расстояния.
Уровень звуковой мощности не зависит от расстояния.
Формула для преобразования уровня звуковой мощности в уровень звукового давления:
л p = л Вт − 10 × log ( Q / 4 π × ) Для Q = 1 равно SWL = SPL + [20 × log 10 ( r )] + 11 дБ
)] + 8 дБ,
, где
Уровень звукового давления = SPL или л p в дБ,
Уровень звуковой мощности = SWL или л Вт в дБ,
Расстояние от источника до точки измерения = р .

W. T. W. CORY: «Взаимосвязь между звуковым давлением и уровнями звуковой мощности»

 
Мощность, как и все энергетические величины, в первую очередь расчетная величина.
 

«Звуковая мощность» и «звуковое давление» — две разные вещи, которые часто путают. характеристики звука. Они имеют причинно-следственную связь. Звуковая мощность акустическая энергия, излучаемая источником звука, и является абсолютной величиной.На него не влияет окружающая среда. Уровни звуковой мощности связаны с источником звука и не зависят от расстояния. Уровни звуковой мощности указаны в децибелах.
L w = 10log ( P / P 0 ), где: отличный слух может различать. Звуковая мощность измеряется как общая звуковая мощность излучаемой источником во всех направлениях в ваттах (джоулях в секунду).
 
Поскольку приборы для измерения звука реагируют на звуковое давление, «децибел» обычно ассоциируется с уровнем звукового давления (SPL). Уровни звукового давления определить в децибелах силу данного источника звука. Уровни звукового давления различаются существенно с удалением от источника, а также уменьшаются в результате промежуточных препятствий и барьеров, поглощения воздуха, ветра и других факторов.
Уровни звукового давления указаны в децибелах. Уровень звукового давления (SPL) равен
л p = 20log ( p/p 0 ), где:
Эталонное звуковое давление равно p 0 = 2×10 −5 Па = 20 мкПа.Звуковое давление – это возмущение давления в воздухе, на интенсивность которого влияет не только сила источника, но и окружением и расстоянием от источника до получатель. Звуковое давление – это то, что слышат наши уши и какой уровень звукового давления метры (метры звукового давления) мера.
 
 

Что такое сила звука? | auersignal.com

Что такое сила звука?

Интенсивность звука — это субъективное восприятие звукового давления. У каждого человека разное восприятие громкости, а это значит, что громкость нельзя измерить объективно.Таким образом, интенсивность звука акустического звука или сигнала относительна.

С другой стороны, физически измеримым является звуковое давление, которое преобразуется в уровень звука и далее выражается в децибелах (дБ). Второй измеримой величиной является герц, который измеряет количество колебаний атмосферного давления в секунду.

Однако, поскольку звуки с одинаковым уровнем звука, но разной частотой не воспринимаются как одинаково громкие, существуют также субъективные меры интенсивности звука: фон и сон.

В следующих параграфах объясняются различия и взаимосвязь наиболее важных терминов, касающихся интенсивности звука.


Какова частота звука?

Колебания звуковой волны в секунду называются «звуковой частотой». Герц (Гц) используется в качестве единицы измерения частоты в системе СИ. Более высокие частоты тона, в отличие от более низких тонов, имеют более высокие числа герц.


Что такое звуковое давление?

Каждый источник звука излучает звуковые волны, которые создают волны высокого и низкого давления в воздухе.Эти колебания давления воздуха вызывают вибрацию барабанной перепонки человека, в результате чего человек слышит звук. То, насколько громко человек воспринимает излучаемые звуковые волны, индивидуально и, следовательно, не поддается объективному измерению.

Однако колебания давления, вызванные звуковыми волнами, можно измерить физически. Давление измеряется в паскалях. На основе генерируемого звукового давления может быть получена единица децибел.


ЧТО ТАКОЕ ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ?

Звуковые волны — это продольные волны, благодаря которым мы слышим звуки.Они распространяются от своего источника звука (например, в виде волн давления). Люди могут слышать звуки в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц. Частоты ниже 20 Гц обычно не слышны, а скорее ощущаются.


ЧТО ТАКОЕ УРОВЕНЬ ЗВУКОВОГО ДАВЛЕНИЯ?

Уровень звукового давления является мерой громкости. Человеческое ухо может воспринимать звуковое давление в диапазоне от 0,00002 Паскаля (Па) до примерно 20 Па. Последнее уже является верхним пределом слуха, также называемым «болевым пределом» из-за высокого звукового давления.Наименьшим только слышимым звуковым давлением является тон громкостью 1 кГц.


Для расчета звукового давления можно использовать следующую формулу:

Уровень звука L = 20 x log 10 (p/p 0 )

9007 P: p 9007 эффективное звуковое давление [ ]

p 0 : Эталонное звуковое давление (p 0 = 0,00002 Па)


УРОВЕНЬ ЗВУКА И ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗВУКА

Звуки могут иметь одинаковый уровень звука, но разную частоту. В таких случаях эти тона также воспринимаются как имеющие разную громкость. Следовательно, помимо звукового давления и уровня звукового давления, интенсивность звука также должна быть измерена как чисто субъективная величина. Единицей измерения для этого является фон (или фон). Эта единица измерения относится к интенсивности звука 10 -16 Вт/с 2 на частоте 1000 герц. Это соответствует уровню звукового давления 2 x 10 -10 бар.

1 Phon = 10 LG (I 1 /10 -16 W / C 2 )

Различные интенсивности звука в Phon

Sound

Phon

шелест листьев 10
Тихие 20
Обычный разговор 50
Уличный шум 70
Мотоцикл 100
самолетов этого двигателя

120


Различные звуковые интенсивности в Соне

Phon

Соне

Описание

40 1 Тихий разговор
50 2 Обычный разговор 904 98
100 64

Громкая музыка (концерт)


Психоакустической единицей измерения субъективной громкости звукового события является N. При синусоиде 1000 Гц один сон соответствует 40 фонам или 40 децибелам.


Что используется для измерения силы звука?

Интенсивность звука измеряется с помощью шумомера или измерителя уровня звукового давления (SPL).
Мерой интенсивности звука является уровень звукового давления. Единица измерения — децибелы.
Шумомер состоит из микрофона с предусилителем для измерения, блока оценки и цифрового дисплея или, в более старых моделях, аналогового дисплея.Через измерительный микрофон звуковое давление преобразуется в аналоговое электрическое напряжение, которое через предварительный усилитель затем выводится в рабочий диапазон извещателя и дисплея.


Шумомер


Что такое децибел (дБ)?

Единица децибел (дБ) используется для измерения силы звука и других физических величин. Децибел — десятая часть вспомогательной единицы измерения бел, которая была названа в честь изобретателя Александра Грэхема Белла.Значение, выраженное в децибелах, представляет собой уровень звукового давления или уровень звука. Уровень звукового давления обозначается аббревиатурой Lp (уровень давления), децибел буквами dB. Для измерения силы звука в децибелах используется децибелметр. Это измерительный прибор, который оценивает уровни звука путем измерения звукового давления.


КАК РАСЧЕТ ЗВУКОВОЕ ДАВЛЕНИЕ В ДЕЦИБЕЛАХ

Для расчета децибелов источника звука сначала требуются два основных значения:

  • Значение порога слышимости
  • Звуковое давление источника шума

    7

    7 Порог слуха человека составляет 20 микропаскалей.Порог слышимости — это значение, при котором просто воспроизводится слышимый звук, например удар пружины о землю. Так что если давление окружающей среды меняется хотя бы на 20 микропаскалей, мы что-то слышим.

    Чтобы рассчитать децибелы источника шума, нам нужно связать порог слышимости и звуковое давление источника шума. Контрольной точкой для уровня звукового давления в децибелах (дБ SPL) является самое низкое звуковое давление, которое может слышать человеческое ухо.

    Затем из результата определяется степень числа десять и отношение возводится в квадрат.В итоге получаем значение в бел. Десятая часть этого значения представляет собой уровень звукового давления, выраженный в децибелах.

    Максимальный уровень звукового давления различных звуков в сравнении

    Шепот имеет более высокий уровень звукового давления, чем капающий кран. Уровень громкости шепота составляет от 30 до 40 дБ, а уровень громкости капающего крана составляет 20 дБ. Тихое радио примерно такое же громкое, как умеренный ливень, а обычный разговор с уровнем громкости до 69 дБ не так уж далек от уровня звукового давления пылесоса, 70-80 дБ.Громкость отбойного молотка, например, превышает громкость рок-концерта (110-120 дБ).


    ОЗНАЧАЕТ ЛИ ВДВОЕ БОЛЬШЕ ДЕЦИБЕЛ ТАКЖЕ В ДВА РАЗА ГРОМКЕ?

    Увеличение звукового давления на 3 дБ означает удвоение звуковой энергии, но только увеличение на 10 дБ воспринимается человеческим ухом как удвоение громкости. Таким образом, слуховое восприятие функционирует логарифмически.

    Помимо абсолютной громкости сигнала, на воспринимаемую громкость также влияет расстояние между излучателем звука и человеком.При увеличении расстояния вдвое звуковое давление уменьшается на 6 дБ. Тогда сигнал воспринимается примерно на четверть тише. Используйте следующую таблицу диапазонов в качестве основы для оценки уровня звука.

    Однако факторы окружающей среды, такие как скорость и направление ветра, влажность и погодные условия, также играют роль в акустических сигналах, поэтому это ориентировочные значения.

    Звуковое сигнальное оборудование от Auer Signal находится в диапазоне от 60 дБ до 127 дБ.

    8. Определения

    УРОВНИ и ДЕЦИБЕЛЫ


    Логарифмическое отношение двух величин — одна десятая бел. Бел дается как: log 10 (количество 1 / количество 2 ), таким образом, децибел определяется как:



    • Уровень звуковой мощности (SWL, также L Вт или иногда PWL)

    Уровень звуковой мощности — логарифмическая мера звуковой мощности по сравнению с заданным эталонным уровнем 10 -12 Вт.


    Мера энергии, протекающей через площадь в заданное время, которая эквивалентна мощности на площадь (ватт/м 2 ).Интенсивность звука является векторной величиной, так как энергия проходит в определенном направлении.


    • Уровень интенсивности звука ( SIL или L i )

    Логарифмическая мера интенсивности звука относительно эталонная интенсивность 10 -12 Вт/м 2 . Если I – измеренное давление, то:

    Уравнение SIL дает значение уровня интенсивности звука в децибелах (дБ).


    Отклонение давления от местного давления окружающей среды, вызванное звуковой волной.давление является мерой силы (F) на единицу площади (S). Итак, р = F/S. Единицей СИ для звукового давления является Паскаль (Па), где 1 Па = 1 Н/м 2


    • Уровень звукового давления ( SPL или L p )

    Логарифмическая мера среднеквадратичного звукового давления относительно эталонного давления 20 мкПа. Если p — измеренное давление, то:

    Уравнение SPL дает значение уровня звукового давления в децибелах (дБ).


    Эквивалентный уровень непрерывного звукового давления.Уровень устойчивого непрерывного шума, который имеет ту же полную энергию, что и реальный пульсирующий шум, измеренный за тот же период времени.


    A-взвешенный L eq — один из лучших дескрипторов человеческого восприятия уровня звукового давления.


    Максимальный уровень звукового давления, измеренный за период измерения


    Минимальный уровень звукового давления, измеренный за период измерения


    Статистические параметры, описывающие превышение уровня звукового давления в течение определенного процента периода измерения.например L 10 — уровень, превышенный в 10% случаев, L 90 — уровень, превышенный в 90% случаев. Они могут быть изменены соответствующим взвешиванием, например. L A50 — взвешенный по шкале А уровень, который превышается в 50 % случаев в течение периода измерения.


    Эти значения взяты из BS EN 21683:1994 — Акустика — предпочтительные справочные величины для акустических уровней. В таблице 1 показаны различные уровни звука, выраженные в децибелах:

    В таблице 2 показаны предпочтительные эталонные величины, выраженные в единицах СИ:

    Уровень звукового давления и уровень звуковой мощности

    Все машины издают звук во время работы.Распространяющиеся звуковые волны вызывают небольшие изменения давления окружающего воздуха во время движения. Источник звука производит звуковую мощность, и это создает колебания звукового давления в воздухе. Звуковая мощность является причиной этого, тогда как звуковое давление является следствием.

    Проще говоря, то, что мы слышим, является звуковым давлением, но это звуковое давление вызвано звуковой мощностью излучающего источника звука. Для сравнения представьте, например, простую лампочку.Мощность лампочки (в Вт) представляет собой звуковую мощность, тогда как интенсивность света лампочки представляет собой звуковое давление.

    Звуковая мощность (Lw) рассчитывается в Вт. Уровень звуковой мощности выражается в децибелах (дБ) по отношению к стандартному эталонному значению:

    Lw = 10×log (Вт/Wo)…. (1), , где:

    Lw = уровень звуковой мощности (в дБ)
    Вт = фактическая звуковая мощность (в Вт)
    Wo = эталонная звуковая мощность (10 -12 Вт): нормальный эталонный уровень составляет 10 -12 Вт, т.е. самый низкий звук, который могут распознать люди с отличным слухом.

    Звуковое давление (Lp) выражается в Па. Уровень звукового давления также выражается в децибелах (дБ) и соотносится со стандартным эталонным значением:

    Lp = 20×log (P/Po)…. (2), , где:

    Lp = уровень звукового давления (в дБ)
    P = фактическое звуковое давление (в Па)
    Po = эталонное звуковое давление (20×10 -6 Па): Порог слышимости или минимальное колебание давления, которое может быть воспринимаемое человеческим ухом, составляет примерно 20×10 -6 Па при 1000 Гц.

    Уровень звукового давления обычно измеряется портативными устройствами, называемыми децибелометрами .

    Сравнение уровня звуковой мощности и уровня звукового давления

    Звуковая мощность обычно не зависит от окружающей среды. Напротив, звуковое давление зависит от расстояния до источника, а также от акустической среды, в которой создается звуковая волна.

    Например, при внутренней установке звуковое давление зависит от размера помещения и звукопоглощающей способности поверхностей.Например, если стены помещения не поглощают весь звук, а отражают его часть, то звуковое давление будет увеличиваться за счет так называемого эффекта реверберации . (время реверберации в широком смысле определяется как время, необходимое для снижения звукового давления на 60 дБ после отключения источника звука).

    Что касается размера помещения, большая площадь помещения потребует большего уровня звукового давления, что, конечно, не будет пропорционально увеличению площади помещения.

    Связь между уровнем звукового давления и уровнем звуковой мощности

    Если предположить, что звук исходит из точечного источника либо внутри помещения без жестко отражающих стен, либо снаружи, где нет препятствий (например, стен), близких к источнику звука, звук распространяется равномерно во всех направлениях (интенсивность звука равна постоянным во всех точках сферической поверхности вокруг источника шума, поэтому звуковое давление можно считать пропорциональным сферическому радиусу/диаметру этой поверхности).

    При увеличении расстояния от источника вдвое сферическая поверхность увеличится в четыре раза (т.е. станет в 4 раза больше, учитывая, что A=π×D 2 ).

    Принимая во внимание уравнение (2), делаем вывод, что уровень звукового давления уменьшается на 6 дБ каждый раз, когда расстояние от источника звука удваивается, так как если мы говорим о положении 1 и положении 2, то получаем, что:

    Lp2 = Lp1 + 20×log (R1) — 20×log(R2)

    и предполагая, что R1= x m, тогда как R2 = 2x m (удвоенное значение R1), делается вывод, что:

    Lp2 = Lp1 — 20×log2 —> Lp2 = Lp1 -20×0.30103 —> Lp2 = Lp1 — 6,02 (в дБ)

    Более наглядно это показано на рис. 1.

    Рисунок 1 – Затухание уровней шума на расстоянии

    Учитывая, что все вышеперечисленные допущения верны, мы имеем в качестве приближения следующее уравнение:

    Lp = Lw + 10×log(Q/4×π×r 2 ) (3), , где:

    Lp = уровень звукового давления (в дБ)
    Lw = уровень звуковой мощности (в дБ)
    Q = коэффициент направления (безразмерный)
    r = расстояние до источника звука

    Коэффициент направления Q принимает общие эмпирические значения, обычно в пределах от 1 (если источник звука расположен в середине комнаты) до 8 (если источник звука расположен близко к пересечению трех стен)

    Несколько источников звука

    Добавление двух источников звука не может быть выполнено алгебраически, так как значения в децибелах являются логарифмическими величинами.Следовательно, если добавить два одинаковых источника звука по 60 дБ, то результирующий уровень звука будет 63 дБ.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.