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声学基本概念特辑——计权声级

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来源:东华测试订阅号(ID:donghuatest)

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了声音测量中的几个重要概念。首先,响度级和等响曲线用于描述人耳对声音强弱的主观感受,其中响度级用Phon单位度量,等响曲线则基于心理学试验得出。其次,计权声级考虑了人耳对不同频率声音的敏感度,其中A计权被广泛采用以反映人耳对声压级的主观反应。此外,等效连续声级用于评定不稳定噪声,而声暴露和声暴露级则用于描述在特定时间间隔内声压平方的时间积分。这些概念在声音测量和评估中起着重要作用。


1 响度级和等响曲线

人耳对声音强弱的主观感受,不仅与声压级有关,而且与频率和波形有关。工程上,用响度级P(单位:Phon)来度量这种主观感觉。对于频率为1000Hz的纯音,响度级和声压级的数值是相等的,只是单位不同。其它频率的纯音,响度级和声压级的关系由等响曲线给出。作为声品质分析依据的等响曲线,是由大量心理学试验得出的结果。


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纯音的等响曲线


2计权声级

考虑到人耳对不同频率的声音敏感度不同(对3K~6KHz的声音最敏感),在一般噪声测量仪器中,常配置一些特定的滤波电路,叫计权网络。通过计权网络得到的声压级,叫做计权声级,简称声级。



A、B、C三种计权网络特性,分别对应于倒置的40、70、100Phon等响曲线(1000Hz归一化到0dB),其作用是分别反应人耳对低、中、高声压级的响度感觉。A计权被证实是人耳对声压级主观反应的极好校正。对由A计权测量的声级称为A声级,记作LPA 或dB(A)。近来B计权、C计权已很少采用。


  • A计权:40Phon等响曲线的翻转,模拟55dB以下低强度噪声特性。


  • B计权:70Phon等响曲线的翻转,模拟55~85dB中等强度噪声特性。


  • C计权:100Phon等响曲线的翻转,模拟高强度噪声特性。


  • D计权:专用于飞机噪声的测量。

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标准计权曲线


3 等效连续声级

在评定间断的、脉冲的或随时间变化的不稳定噪声时,用一段时间内能量平均的方法表示噪声大小,称为等效连续声级。用符号Leq 表示,等效连续A计权声压级用LAeqT LAT 表示:


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式中,T 为总测量时间,T=t2-t1p²A(t)为A计权瞬时声压,可用同样公式计算非A计权声压级信号p(t),得到Leq


4声暴露和声暴露级

声暴露为在规定时间间隔或过程内,随时间变化的频率计权声压平方的时间积分。A计权声暴露,用符号E表示。


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对于工作场所的噪声暴露测量,用帕平方小时为单位会更方便。与E对应的A计权声暴露级用LAE 表示:

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式中,T0为基准时间间隔,1s;E0为基准声暴露,E0=p0²T0=400×10-12Pa²s


声学理论科普
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首次发布时间:2021-01-16
最近编辑:4月前
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