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B&K水聽(tīng)器-聲壓與聲壓級(jí)的簡(jiǎn)介

閱讀:3254      發(fā)布時(shí)間:2022-8-3
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B&K水聽(tīng)器-聲壓與聲壓級(jí)的簡(jiǎn)介

一、壓強(qiáng)的基本概念:

1、壓強(qiáng)的定義:?jiǎn)挝幻娣e上所受到的壓力叫做壓強(qiáng)。

2、壓強(qiáng)的單位:壓強(qiáng)的單位是 Pa(帕)。

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二、聲壓的基本概念:

1、聲壓的定義:  設(shè)體積元受聲擾動(dòng)后壓強(qiáng)由 P 0 改變?yōu)?P 1,則由聲擾動(dòng)產(chǎn)生的逾量壓強(qiáng)(簡(jiǎn)稱為逾壓)

P =P 1 ?P 0

就稱為聲壓。聲壓的大小反映了聲波的強(qiáng)弱。

或者:聲音通過(guò)空氣的振動(dòng)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做聲壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱聲壓。

聲壓是一標(biāo)量而不是矢量。它的相位按下列原則區(qū)分正負(fù),當(dāng)聲壓使總聲壓增加時(shí),聲壓相位規(guī)定為正,反之為負(fù)。

2、聲壓的單位:  聲壓的單位為 Pa(帕),有時(shí)也用 bar(巴)作單位,1bar=100KPa。

人的耳朵所能感受到的最小聲壓是 20µPa,低于此聲壓人們就感覺(jué)不到聲音。

3、可聽(tīng)閾聲壓:正常人耳對(duì) 1KHz 聲音剛剛能覺(jué)察其存在的聲壓值(20µPa)被稱為 1KHz 聲音的可聽(tīng)閾聲壓。一般講,人耳不能覺(jué)察到低于這一聲壓值的聲音的存在。

4、瞬時(shí)聲壓:聲場(chǎng)中某一瞬時(shí)的聲壓值稱為瞬時(shí)聲壓。

5、峰值聲壓:在一定時(shí)間間隔中最大的瞬間聲壓值稱為峰值聲壓或者巔值聲壓。如果聲壓隨 時(shí)間變化是按簡(jiǎn)諧規(guī)律,那么峰值聲壓也就是聲壓的振幅。

6、有效聲壓:在一定時(shí)間間隔中,瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值稱為有效聲壓

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式中下角符號(hào)“e"代表有效值,T 代表取平均的時(shí)間間隔,它可以是一個(gè)周期或比周期大得多的時(shí)間間隔。我們?nèi)粘V兴f(shuō)的聲壓和一般電子儀表所測(cè)得的聲壓都是有效聲壓。

三、聲壓級(jí)的基本概念:

1、聲壓級(jí)的定義:把聲壓的有效值取對(duì)數(shù)來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱,這種表示聲音強(qiáng)弱的數(shù)值叫聲壓級(jí)。聲壓級(jí)以符號(hào) SPL 表示,單位為分貝(dB),

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式中 pe 為待測(cè)聲壓的有效值: pref 為參考聲壓,在空氣中參考聲壓 pref 一般取10?5 Pa 由于人的耳朵所能感受到的最小聲壓是 20µPa,因此人們就把這個(gè)壓強(qiáng)作為聲壓強(qiáng)的 參照標(biāo)準(zhǔn),記做pref。 20µPa=0dB.SPL

因此在聲學(xué)或醫(yī)學(xué)上把 20µPa=0dB.SPL 定義為聽(tīng)閾(YU),即聽(tīng)覺(jué)的閥門。只有高于此 值,閥門才能打開(kāi),聽(tīng)到聲音。


聲壓/聲壓級(jí)  

2、聲壓級(jí)的計(jì)算:  在空氣中聲壓級(jí)的計(jì)算公式為:

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例如 1Pa 聲壓對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí):

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這就是平時(shí)我們所說(shuō)的 1Pa 的聲壓相當(dāng) 94dB 聲壓級(jí)(SPL)。

類似可以計(jì)算得出:

20µPa=0dBSPL

200µPa=20dBSPL

2 m Pa=40dBSPL

20 m Pa=60dBSPL

200 m Pa=80dBSPL

2 Pa=100dBSPL

小結(jié):聲壓變?yōu)樵瓉?lái)的 10 倍,聲壓級(jí)在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加 20 dB;

聲壓變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍,聲壓級(jí)在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加 6 dB。

另外,當(dāng)聲壓達(dá)到 20 Pa,即聲壓級(jí)為 120dBSPL 時(shí),人們的耳朵會(huì)感覺(jué)到疼痛,因此,在聲學(xué)或醫(yī)學(xué)上把 

20 Pa=120dBSPL 定義為痛閾,長(zhǎng)時(shí)間在此環(huán)境下工作,會(huì)對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)造成傷害。

四、MIC 的最大聲壓級(jí):是指 MIC 的失真在 3%時(shí)的聲壓級(jí)。 當(dāng)前上海耐創(chuàng)MIC 的最大聲壓級(jí)指標(biāo)為:115 dBSPL(A 計(jì)權(quán))。

五、MIC 的最大聲壓級(jí)測(cè)量方框圖:

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聲強(qiáng)  

1、平均聲功率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于聲傳播方向的面積為 S 的平均聲能量就稱為平均聲功 率或者平均聲能量流。

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2、聲強(qiáng):

通過(guò)垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流就稱為聲強(qiáng)或者平均聲能量流密度。


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九、聲強(qiáng)級(jí)的基本概念:

1、聲強(qiáng)級(jí)的定義:聲強(qiáng)級(jí)用 SIL 表示,其定義為:

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2、“酒會(huì)效應(yīng)"簡(jiǎn)介:人耳與大腦相配合,能從本底噪聲的環(huán)境中聽(tīng)出某些頻率的聲音,也就是說(shuō)人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)具有濾波器的功能,人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的這種功能被形象地稱為“酒會(huì)效 應(yīng)"。

十、響度級(jí)的基本概念:

1、響度級(jí)的定義:把某一被研究的聲音和另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的聲音(通常為 1000Hz 純音)相比較, 調(diào)節(jié)1000Hz 純音的聲級(jí),使它和所研究的聲音聽(tīng)起來(lái)有同樣的響,這時(shí)1000Hz 純音的聲壓級(jí)就被定義為該聲音的響度級(jí)。例如,當(dāng)1000Hz 純音的聲壓級(jí)為 80dB(相對(duì)于 20µPa)時(shí)與某一揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音聽(tīng)起來(lái)同樣地響,那么不管揚(yáng)聲器聲音的聲壓級(jí)為多少,他的響度級(jí)被認(rèn)為是 80 方;

2、響度級(jí)的單位稱為方;

3、從以上定義可以得知:對(duì)1000Hz 的純音,其以分貝計(jì)的聲壓級(jí)與以方計(jì)的響度級(jí)在數(shù)值上是相等的;

4、炮彈的爆炸聲是“很響"的,而一個(gè)人在遠(yuǎn)處的談話聲就是“不很響"的, 這種人耳直觀上感覺(jué)的“很響"與“不很響"不僅與聲波強(qiáng)度的對(duì)數(shù)近于成正比,而且與 聲波的頻率也有關(guān)。


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