聲級(jí)計(jì)的測(cè)量下限和自生噪聲

新的聲級(jí)計(jì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61672-1:2002和新的聲級(jí)計(jì)計(jì)量檢定規(guī)程JJG188-2002中對(duì)聲級(jí)計(jì)總量程的定義是：對(duì)正弦信號(hào)的響應(yīng)，從最大靈敏度級(jí)量程上的最小聲級(jí)到最小靈敏度級(jí)量程上的最高聲級(jí)，無(wú)過(guò)載或欠量程指示和級(jí)線性誤差在規(guī)定的允差范圍內(nèi)時(shí)可測(cè)試的A計(jì)權(quán)聲級(jí)范圍。同時(shí)規(guī)定，在聲級(jí)計(jì)的任何頻率計(jì)權(quán)或頻率響應(yīng)范圍內(nèi)，任何頻率的所有級(jí)量程上，級(jí)線性誤差加上測(cè)量所引起的擴(kuò)展不確定度（0.3dB）后，對(duì)1級(jí)聲級(jí)計(jì)不超過(guò)±1.1dB，2級(jí)不超過(guò)±1.4dB。依此，為了保證級(jí)線性誤差的要求，扣除不確定度影響，對(duì)1級(jí)聲級(jí)計(jì)自生噪聲至少應(yīng)比測(cè)量下限低8dB，2級(jí)聲級(jí)計(jì)至少應(yīng)低6.7dB。都比老標(biāo)準(zhǔn)至少低5dB要求高。但是，目前有不少?gòu)S家將自生噪聲（本底噪聲）值規(guī)定為聲級(jí)計(jì)的測(cè)量下限，這顯然是在誤導(dǎo)用戶。用戶在選用時(shí)要引起注意，這類聲級(jí)計(jì)的實(shí)際測(cè)量下限比它們給出的要高6.7dB~8dB。有的廠家仍然按老的聲級(jí)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)量下限比本底噪聲高5dB，這也是不夠確切的。

聲級(jí)計(jì)的測(cè)量下限主要決定于傳聲器的靈敏度和聲級(jí)計(jì)的自生噪聲，要降低測(cè)量下限就要從這兩方面著手。在新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和新規(guī)程中，要求廠家分別給出最高自生聲噪聲和自生電噪聲。要求將聲級(jí)計(jì)放在低噪聲聲場(chǎng)時(shí)測(cè)量自生聲噪聲，由于有的僅對(duì)A聲級(jí)而言是低噪聲聲場(chǎng)，所以這時(shí)只能測(cè)得自生聲噪聲的A聲級(jí)。自生電噪聲通過(guò)使用等效電阻抗代替?zhèn)髀暺骱筮M(jìn)行測(cè)量。我們知道，傳聲器也會(huì)產(chǎn)生自生噪聲（熱噪聲），因此通常聲級(jí)計(jì)的自生聲噪聲大于電噪聲。傳聲器的等效電阻抗基本上是一只電容器，其電容量對(duì)1英寸傳聲器約為50pF，對(duì)1/2英寸傳聲器約為15pF。不同的電容量測(cè)試得的自生噪聲將不同。在測(cè)試自生電噪聲時(shí)，不應(yīng)使用用于電信號(hào)轉(zhuǎn)接的配合器，這種配合器內(nèi)裝的電容器為0.01μF或0.1μF，用它測(cè)得的電噪聲將會(huì)明顯偏低。另外，自生噪聲測(cè)量時(shí)，對(duì)F和S時(shí)間計(jì)權(quán)聲級(jí)應(yīng)在60s內(nèi)隨機(jī)讀取的10個(gè)示值的算數(shù)平均值，而不是最大讀數(shù)值，對(duì)時(shí)間平均聲級(jí)，平均時(shí)間至少30s。

疑惑解答:Leq>L10 可能嗎？

有用戶問(wèn)：在噪聲測(cè)量中，有時(shí)會(huì)遇到測(cè)量的Leq值大于L10值，這可能嗎？

首先，我們來(lái)回顧一下，這兩個(gè)值的定義： Leq表示等效連續(xù)聲級(jí)，又稱時(shí)間平均聲級(jí)，它定義為在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，方均根聲壓與參考聲壓之比取以10為底的對(duì)數(shù)再乘以20。L10表示在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，有10%的時(shí)間（或采樣數(shù)）超過(guò)該聲級(jí)，稱之為累計(jì)百分聲級(jí)，有時(shí)用它近似作為這段時(shí)間內(nèi)的最大聲級(jí)。對(duì)于無(wú)規(guī)噪聲（例如環(huán)境噪聲），在通常情況下，L10應(yīng)該大于Leq值。如果無(wú)規(guī)噪聲符合正態(tài)分布規(guī)律，則Leq近似等于L50（L50表示在規(guī)定時(shí)間內(nèi)有50%時(shí)間的噪聲級(jí)超過(guò)該聲級(jí)）。在特殊情況下，當(dāng)噪聲是穩(wěn)態(tài)噪聲時(shí)，Leq=L10= L50。如果在這段時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)聲壓很高但時(shí)間很短的噪聲，就可能出現(xiàn)Leq>L10的情況。這一方面是由于聲壓對(duì)Leq的貢獻(xiàn)是平方關(guān)系，高聲級(jí)對(duì)Leq的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)比低聲級(jí)大；另一方面由于它時(shí)間很短，小于10%時(shí)間，不影響L10值。例如在測(cè)量時(shí)間內(nèi)采樣100個(gè)噪聲值，其中有2個(gè)值為100dB，有8個(gè)值為80dB，其余90個(gè)值為75dB，則L10=80dB，Leq=83.7dB，就出現(xiàn)Leq>L10的情況。因此說(shuō)，出現(xiàn)Leq >L10是可能的