A hangszintmérő alapjai
A levegőmolekulák inherens szabálytalan mozgása és kölcsönös taszítása statikus erőt hoz létre, amelyet légköri nyomásnak nevezünk. A hang a levegőmolekulák rezgése, és a vibráló levegőmolekulák további nyomást hoznak létre az általuk áthaladó keresztmetszetben, amit hangnyomásnak nevezünk. A hangnyomás sokkal kisebb, mint a légköri nyomás. Általában a hangnyomásszintet használják a hang méretének leírására. Ez azt jelenti, hogy egy nagyon kis hangnyomás p0=2 x 10-5 Pa referencia hangnyomásként. A mért p hangnyomás és a referencia hangnyomás p0 hányadosának 20-zal való megszorzásával kapott értéket hangnyomásszintnek nevezzük, mértékegysége decibel (db). A decibel (dB) az amerikai telefonfeltaláló Bellről kapta a nevét, mivel a decibel mértékegysége túl nagy, a decibel 1/10-ét használják. A decibel számítása nem lineáris arány, hanem logaritmikus arány. Ha decibeleket használunk a hang leírására, akkor a frekvenciát egyidejűleg kell megadni.
A zajszintmérő elve és összetétele
A zajszintmérő a zajmérés alapvető eszköze, amely jellemzően mikrofonból, előerősítőből, csillapítóból, erősítőből, frekvenciasúlyozó hálózatból és effektív értékjelző fejből áll.
A hangszintmérő működési elve, hogy a hangot egy mikrofon elektromos jellé alakítja, majd az impedanciát egy előerősítő alakítja át úgy, hogy a mikrofont csillapítóval illessze. Az erősítő hozzáadja a kimenő jelet a súlyozási hálózathoz, frekvenciasúlyozást végez a jelen (vagy egy külső szűrőn), majd a jelet egy csillapítón és erősítőn keresztül egy bizonyos amplitúdóig felerősíti, és továbbítja az effektív érték detektornak (vagy egy külső szintrögzítő). A zajszint értéke megjelenik a jelzőfejen.
A mikrofon egy olyan eszköz, amely a hangnyomásjeleket feszültségjelekké alakítja, más néven mikrofon. Ez egy zajszintmérő érzékelője. Számos elterjedt mikrofontípus létezik, beleértve a kristály típusú, elektret típusú, mozgó tekercs típusú és kapacitív típusú mikrofonokat.
1.1 A dinamikus tekercsmikrofon egy rezgő membránból, egy mozgatható tekercsből, egy mágnesből és egy transzformátorból áll. Miután akusztikus nyomásnak van kitéve, a rezgő membrán rezegni kezd, és a vele felszerelt mozgatható tekercset a mágneses térben rezgésbe hajtja, indukált áramot generálva. Az áramerősség a rezgő membránra kifejtett akusztikus nyomás nagyságától függően változik. Minél nagyobb a hangnyomás, annál nagyobb a generált áram, és minél kisebb a hangnyomás, annál kisebb a generált áram.
1.2 A kapacitív mikrofon főként egy fém membránból és egy ahhoz nagyon közel elhelyezett fémelektródából áll, lényegében egy lapos kondenzátorból. A fémfilm és a fémelektróda egy lapos kondenzátor két lemezét alkotja. Ha a filmet hangnyomásnak teszik ki, akkor deformálódik, ami a két lemez közötti távolság változását okozza, és ezáltal a kapacitás megváltozását. A helyzetmérő áramkörben a feszültség is változik, elérve a hangnyomásjelek feszültségjelekké alakító funkcióját. A kapacitív mikrofonok ideális mikrofonok az akusztikus mérésekhez, olyan előnyökkel, mint a nagy dinamikatartomány, a lapos frekvencia-válasz, a nagy érzékenység és a jó stabilitás általános mérési környezetben, így széles körben használják őket. A kondenzátormikrofon nagy kimeneti impedanciája miatt impedancia transzformációra van szükség egy előerősítőn keresztül, amelyet a hangszintmérő belsejében kell elhelyezni a kondenzátor mikrofon felszerelésének helyéhez közel.
