Thính giác của chúng ta là một điều tuyệt vời và tai của chúng ta là một cơ quan rất thú vị không chỉ cho chúng ta khả năng nghe mà còn cho chúng ta cảm giác cân bằng và định hướng không gian. Khả năng nghe của chúng ta kéo dài trong một phạm vi rộng lớn. Ta có thể nghe thấy tiếng muỗi bay xa vài mét, đồng thời ta có thể phân biệt được tiếng gầm của cánh quạt máy bay cánh quạt với tiếng gầm của máy bay có động cơ phản lực. Show
Âm thanh là sự rung động của không khí hoặc môi trường khác. Một con muỗi chỉ làm không khí rung động một chút, nhưng động cơ phản lực cánh quạt rung lên rất nhiều. Áp suất âm thanh, giống như bất kỳ áp suất nào khác, được đo bằng pascal (Pa) hoặc các đơn vị áp suất khác. Âm thanh nhỏ nhất của muỗi có áp suất âm thanh chỉ 20 micropascal, trong khi âm thanh to nhất mà con người có thể nghe thấy mà không bị tổn thương vĩnh viễn ở tai có áp suất vài trăm pascal Do phạm vi của thang đo âm thanh quá lớn nên việc sử dụng thang logarit (decibel) sẽ thuận tiện để kết hợp và nén phạm vi biên độ áp suất khổng lồ mà tai có thể nghe được. Ngay cả các biến trở điều khiển âm lượng trong bảng điều khiển trộn trong hình bên dưới cũng được tạo ra với mối quan hệ logarit giữa vị trí của núm và điện trở của chiết áp để có được nhận thức “tuyến tính” tự nhiên về sự thay đổi cường độ âm thanh khi điều chỉnh âm lượng Khi một âm thanh di chuyển trong không khí, áp suất của nó tăng và giảm nhẹ. Kích thước của những thay đổi áp suất không khí này xác định độ to của âm thanh và được gọi là biên độ áp suất âm thanh Bộ chuyển đổi này cho phép chuyển đổi áp suất âm thanh theo đơn vị áp suất thành mức áp suất âm thanh theo đơn vị logarit, đo áp suất hiệu dụng của âm thanh so với giá trị tham chiếu 20 μPa  Các điện trở thay đổi được lắp đặt trong bảng điều khiển trộn này để điều chỉnh âm lượng có sự phụ thuộc logarit của điện trở vào góc quay hoặc chuyển động tuyến tính của núm điều chỉnh âm lượng Các định nghĩaÁp suất âm thanh là sự khác biệt giữa áp suất tức thời tại một điểm có sóng âm thanh và áp suất khí quyển xung quanh. Đơn vị SI của áp suất âm thanh là pascal (Pa). Các đơn vị phổ biến khác để đo áp suất âm thanh là newton trên mét vuông (IN/m²), thanh và dyne trên centimet vuông (dyn/cm²) Mức áp suất âm thanh (SPL) là thước đo logarit (decibel) của áp suất âm thanh so với giá trị tham chiếu của ngưỡng nghe 20 μPa. Ngưỡng nghe là âm thanh nhỏ nhất mà hầu hết những người trẻ khỏe mạnh có thể nghe thấy. Mức áp suất âm thanh Lp được đo bằng decibel (dB) và được tính như sau Lp = 20 log10 (p/p0), Trong đó p là áp suất âm bình phương trung bình gốc và p₀ là áp suất âm tham chiếu (thường là 20 μPa hoặc 0. 00002 Pa). Mức áp suất âm thanh là một giá trị tuyệt đối bởi vì nó được tham chiếu đến một giá trị tuyệt đối khác - ngưỡng nghe. Do đó, áp suất âm thanh ở các giá trị tuyến tính như pascal có thể được chuyển đổi thành mức áp suất âm thanh tính bằng decibel và ngược lại nếu biết áp suất âm thanh tham chiếu Ví dụ: nếu chúng ta biết rằng một chiếc kèn có thể tạo ra áp suất âm thanh 50 Pa ở khoảng cách 50 cm so với tai của một người, thì mức áp suất âm thanh được xác định như sau Lp = 20 log10 (50 Pa/0. 000020 Pa) = 127 dB Cánh quạt chính và đuôi của máy bay trực thăng tạo ra tiếng ồn khí động học tần số thấp Điện tương đương với áp suất âm thanhĐối với những người có nền tảng về điện tử, điều thú vị cần lưu ý là có sự tương tự giữa các quá trình âm học và điện. Tương tự hiệu điện thế V là áp suất âm p. Tương tự năng lượng điện là cường độ âm thanh, tương tự dòng điện I là vận tốc hạt của môi trường âm thanh (ví dụ: không khí) v và tương tự điện trở R là trở kháng âm thanh Z. Thậm chí còn có một đơn vị đo trở kháng âm thanh, ohm âm thanh, là tỷ lệ giữa áp suất âm thanh với lưu lượng âm thanh. Bởi vì trong SI, áp suất được đo bằng pascal và lưu lượng tính bằng m³/s, ôm âm thanh là Pa·s/m³. Định luật Ohm cho trạng thái âm thanh rằng vận tốc hạt tỷ lệ thuận với áp suất âm thanh và tỷ lệ nghịch với trở kháng âm thanh v = p/Z So sánh nó với định luật Ohm cho điện Tôi = V/R Lưu ý rằng vận tốc hạt không phải là vận tốc âm thanh hay vận tốc của chính môi trường. Ngay cả đối với những âm thanh rất mạnh, vận tốc của hạt nhỏ hơn một bậc độ lớn so với tốc độ âm thanh Áp suất âm không chỉ phụ thuộc vào cường độ của nguồn âm mà còn phụ thuộc vào đặc tính âm học của căn phòng và khoảng cách giữa nguồn âm và người nghe. Áp suất âm thanh là những gì chúng ta thực sự nghe thấy và những gì máy đo âm thanh đo lường. Nhận thức của con người về áp suất âm thanh thay đổi theo tần số vì thính giác của con người không có độ nhạy phổ phẳng. Âm thanh có tần số thấp dường như không to bằng âm thanh có cùng cường độ nhưng có tần số cao hơn. Điều tương tự cũng có thể nói về tần số cao hơn của thính giác con người. Để giải thích cho sự khác biệt này, các đường cong trọng số khác nhau được sử dụng. Họ sẽ được thảo luận sau trong bài viết này Công suất âm thanh có thể được so sánh với công suất của lò sưởi điện. Công suất âm là năng lượng âm do nguồn âm phát ra. Nó là một giá trị tuyệt đối và nó không phụ thuộc vào môi trường hay khoảng cách giữa nguồn âm thanh và người nghe. Nó chỉ đặc trưng cho nguồn âm thanh giống hệt như công suất của lò sưởi điện xác định lượng năng lượng mà lò sưởi có thể tạo ra trong một đơn vị thời gian. Tương tự như vậy, công suất của lò sưởi điện không phụ thuộc vào khoảng cách giữa lò sưởi và người sử dụng nó Ví dụ về áp suất âm thanh và mức áp suất âm thanh của các nguồn âm thanh khác nhau Nguồn âm thanh và khoảng cách tới người nghe Áp suất âm thanh, Mức áp suất âm thanh PaSound, dBSPL re 20 μPaSaturn V phương tiện phóng, 100 m6300170lựu đạn choáng, nhỏ hơn 1 m2000160Phương tiện phóng Soyuz, 100 m355145kèn, 0. 5 m63130động cơ phản lực khi cất cánh, 100 m20120động cơ turbofan khi cất cánh, 100 m2100giao thông trên đường cao tốc đông đúc, 10 m2100cuộc trò chuyện thông thường, 1 m0. 06350phòng yên tĩnh, xung quanh0. 0006330ngưỡng thính giác ở 1 kHz, 1 cm0. 000020buồng không phản xạ, xung quanh0. 0000063. 0. 000002-10. -20Phương tiện phóng Saturn V này được trưng bày tại Trung tâm vũ trụ Kennedy tạo ra tiếng ồn ở mức khoảng 170 dB SPL ở khoảng cách 100 mét Mức áp suất âm thanh và khoảng cách đến nguồn âm thanhKhi đo mức âm thanh từ một nguồn âm thanh cụ thể (không phải tiếng ồn xung quanh), mức âm thanh giảm với tốc độ 6 dB mỗi lần tăng gấp đôi khoảng cách. Mức âm thanh Lp2 ở khoảng cách r₂ có thể được xác định bằng công thức sau Lp2 = Lp1 + 20 log10(r₁/r₂) dB, Trong đó Lp1 là mức âm đo được ở khoảng cách r₁. Phương trình này chỉ dành cho môi trường trường tự do, nơi âm thanh lan truyền tự do theo mọi hướng mà không có bất kỳ sự phản xạ nào Theo định luật tỉ lệ nghịch, mức áp suất âm tăng thêm 6 dB khi khoảng cách đến âm tăng gấp đôi. Lưu ý rằng, ví dụ, một chiếc kèn có chuông cách tai người nghe 10 cm sẽ phát ra âm thanh to hơn (130 dB) so với động cơ phản lực cách người nghe 40 m (128 dB) Trọng số tần số trong phép đo âm thanh và tiếng ồnTai của chúng ta chọn lọc tần số. Con người không cảm nhận được các âm thanh có mức áp suất âm thanh bằng nhau nếu chúng có tần số khác nhau. Chúng rất nhạy cảm trong dải tần số khoảng 500 đến 6000 Hz và kém nhạy cảm hơn nhiều đối với các tần số cao hơn và thấp hơn. Phản ứng chủ quan này của con người cũng phụ thuộc vào độ ồn. Sẽ là hợp lý khi đề xuất rằng máy đo âm thanh nên đo khá nhiều những gì mọi người thực sự nghe thấy. Đó là lý do tại sao trọng số tần số được sử dụng trong máy đo mức âm thanh để tính đến phản ứng của tai và não người xử lý thông tin thính giác. Điều quan trọng là triển khai một số bộ lọc trọng số tần số điện tử vào máy đo mức âm thanh và sử dụng bộ lọc chính xác cho các phép đo thực tế. Các bộ lọc trọng số tần số phổ biến nhất được sử dụng trong bất kỳ máy đo mức âm thanh nào là các bộ lọc có đường cong A, C và Z Đường cong trọng số tần số. Trọng số A (xanh dương), Trọng số B (xanh lục), Trọng số C (đỏ) và Z (cam) trọng số ABộ lọc trọng số A bao gồm toàn bộ phạm vi nghe của con người. Hình dạng của đường cong trọng số A tương tự như phản ứng của tai người ở âm lượng thấp hơn. Bộ lọc trọng số A được bao gồm trong bất kỳ máy đo tiếng ồn nào. Giá trị được đo bằng trọng số A được viết là LA = x dB. Decibel trọng số A thường được viết tắt là dB(A), dBA hoặc dB A. Vấn đề với loại trọng số này là máy đo âm thanh hoạt động ở chế độ này rất tốt để đo âm thanh yên tĩnh. Tuy nhiên, khi chúng được sử dụng để đo âm thanh của tuabin gió, chúng hoàn toàn bỏ qua các thành phần âm thanh tần số thấp và hạ âm lớn của tiếng ồn tuabin gió. Ở tần số chiếm ưu thế của tiếng ồn tuabin gió từ một đến vài hertz, bộ lọc A sẽ giảm giá trị đo được xuống hơn 140 dB. Đây là một sự điều chỉnh rất lớn. Đồng thời, ngành công nghiệp tua-bin thường cung cấp các giá trị tiếng ồn tua-bin được đo bằng thiết bị trọng số A Ngành công nghiệp tua-bin thường cung cấp các giá trị tiếng ồn của tua-bin được đo bằng thiết bị trọng số A, giúp giảm đáng kể thành phần tần số thấp của tiếng ồn. trọng số BTrọng số B được sử dụng cho các mức âm thanh trung gian. Đường cong trọng số này tương tự như đường cong trọng số A, ngoại trừ thực tế là nó có ít suy hao hơn đối với tần số thấp. Nó không còn được sử dụng và không được mô tả trong các tiêu chuẩn mới trọng số CTrọng số C tương tự như A và B ở mức cao nhất của dải tần số nghe được (hơn 1 kHz). Nó không phân biệt tần số thấp và trong dải tần số thấp, độ suy giảm của bộ lọc C là nhỏ nhất trong cả ba. Loại trọng số này thường được sử dụng để đo tiếng ồn mức độ cao. Các phép đo được thực hiện với trọng số C được ký hiệu là dB(C), dBC hoặc dB C. Cân trọng lượng này rất hữu ích để đo tiếng ồn của động cơ, máy nổ và máy móc trọng số ZTrọng số Z có nghĩa là không có bộ lọc trọng số nào (Trọng số không) và dải tần là 10–20.000 Hz. Các phép đo với trọng số Z được ký hiệu là dBZ, dB(Z) hoặc dB Z. Loại trọng số tần số này thay thế trọng số “Phẳng” hoặc “Tuyến tính” cũ và được xác định trong các tiêu chuẩn mới để đo âm thanh hoặc tiếng ồn. Máy đo âm thanh được đặt theo trọng số Z sẽ có phản hồi phẳng trong phạm vi dung sai được xác định bởi xếp loại của nhạc cụ Các nhà phát triển ứng dụng điện thoại thông minh cung cấp nhiều ứng dụng đo âm thanh, sử dụng micrô tích hợp trong thiết bị hoặc micrô đo lường bên ngoài Loại 2 chính xác như minh họa trong hình này. Các ứng dụng như vậy có thể cung cấp các phép đo rất tốt, trong phạm vi ±2 dB của phép đo tham chiếu được thực hiện bằng máy đo Loại 1. Việc sử dụng các ứng dụng như vậy, đặc biệt là với micrô đo lường chính xác bên ngoài, có thể có tác động sâu rộng đến nghiên cứu tiếng ồn không gian làm việc và kiểm soát tiếng ồn Micro đo lườngDường như không khó để đo lường bất kỳ hiện tượng âm thanh nào. Chỉ cần lấy micrô, kết nối nó với một số thiết bị đo và đọc mức âm thanh bằng decibel hoặc pascal. Điều khó khăn là xác định mức độ chính xác của phép đo. Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố về môi trường và chất lượng thiết bị đo. Chúng bao gồm, trong số những thứ khác, nhiều phản xạ trong thiết lập phép đo, bước sóng âm thanh, âm thanh bên ngoài, chất lượng và loại micrô, kích thước của micrô, mức độ ồn của micrô, vị trí và hướng micrô trong thiết lập phép đo, chất lượng của tín hiệu thử nghiệm, . Hoặc so sánh phép đo của một hệ thống điện âm được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm lý tưởng với phép đo được thực hiện trong một nhà hát đầy người đang di chuyển. Như bạn có thể thấy, việc đo lường âm thanh rất khó khăn và đòi hỏi thiết bị rất đặc biệt Lý tưởng nhất là micrô đo lường có mẫu cực đa hướng, đáp ứng tần số phẳng và kích thước nhỏ. Khi đặt micrô vào trường âm thanh, điều quan trọng cần lưu ý là nó sẽ làm nhiễu trường âm thanh mà bạn đang đo. Sự phản xạ và nhiễu xạ do sự hiện diện của micrô sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo. Đó là lý do tại sao chúng thường được chế tạo ở dạng một ống mỏng dài để đảm bảo rằng có nhiễu xạ tối thiểu từ vỏ và giá đỡ micrô Để thực hiện phép đo chính xác bằng micrô, bạn phải biết độ nhạy chính xác của nó và vì nó có thể thay đổi trong suốt thời gian sử dụng của micrô, nên cần phải thường xuyên hiệu chỉnh chúng bằng dịch vụ do nhiều nhà sản xuất cung cấp hoặc sử dụng bộ hiệu chuẩn âm thanh. Kết quả của các phép đo phải có thể truy nguyên được, nghĩa là chúng phải liên quan đến các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế thông qua một chuỗi so sánh, tất cả đều có nêu rõ độ không đảm bảo của phép đo. Micrô đo lường là thiết bị được hiệu chuẩn, đáng tin cậy và chính xác nhất. Các đặc điểm của chúng được xác định rõ ràng và hành vi của chúng trong suốt thời gian sử dụng ổn định và có khả năng dự đoán cao Vì vậy, nếu micro đo lường tốt như vậy, tại sao chúng thường không được sử dụng để thu âm trong phòng thu? . Khi chọn micrô cho một công việc cụ thể, có nhiều yếu tố cần xem xét và đáp ứng tần số chỉ là một trong số đó. Micrô đo lường thường có hộp rất nhỏ, ồn hơn loại lớn hơn vì tiếng ồn thường không phải là yêu cầu khi ai đó muốn đo mức áp suất âm thanh trong môi trường ồn ào. Chúng không phù hợp để ghi lại lời thì thầm của một ca sĩ. Micrô đo lường là micrô đa hướng và đây không phải là thứ mà một kỹ sư âm thanh muốn có đối với bản ghi âm phòng thu nơi micrô cardioid thường được sử dụng. Hiệu ứng lân cận không có trong micrô đa hướng, do đó, việc thu âm gần sẽ không hoạt động với phần lớn tuyệt đối của micrô đo lường Máy đo âm thanh và tiếng ồnĐể đo âm thanh và tiếng ồn, máy đo mức âm thanh được sử dụng. Máy đo âm thanh thường là một dụng cụ cầm tay có micrô đo lường được mô tả ở trên. Nó được thiết kế để phản ứng với âm thanh gần giống như tai người. Bất kỳ máy đo âm thanh nào cũng bao gồm micrô đo lường, phần xử lý và thiết bị hiển thị. Màng loa của micrô điện dung thường được sử dụng trong máy đo lưu động di chuyển để đáp ứng với những thay đổi về áp suất không khí do sóng âm thanh gây ra. Chuyển động này dẫn đến việc thay đổi công suất của vỏ micrô, do đó chuyển đổi thay đổi áp suất âm thành tín hiệu điện, tín hiệu này được khuếch đại và xử lý thêm trong thiết bị. Đã biết độ nhạy của micrô tính bằng vôn trên pascal của áp suất âm thanh; PSPL = 20×Log10(P/P0), trong đó P là áp suất được tính từ điện áp đầu ra micrô và P₀ = 2·10⁻⁵ Pa là ngưỡng nghe tuyệt đối. Mức áp suất âm thanh tính bằng decibel được hiển thị cùng với các thông tin cần thiết khác Các tiêu chuẩn chia máy đo mức âm thanh thành hai loại. Cả hai đều có cùng chức năng. Sự khác biệt của chúng chỉ ở dung sai lỗi. Nhạc cụ loại 1 tốt hơn nhạc cụ loại 2 vì chúng có dải tần rộng hơn và dung sai chặt chẽ hơn. Loại 1 mét cũng đắt hơn nhiều. Trường hợp bạn cần thiết bị Loại 2 hoặc Loại 1 tùy thuộc vào ứng dụng mà bạn sử dụng thiết bị cho. Đối với nhiều phép đo, lớp 2 mét sẽ làm. Ví dụ: nếu bạn cần ước tính mức áp suất âm thanh tại một buổi hòa nhạc rock để đảm bảo rằng nó nằm trong giới hạn cho phép, một nhạc cụ Loại 2 sẽ ổn. Tuy nhiên, nếu bạn định sử dụng máy đo áp suất âm thanh để cung cấp bằng chứng cho tòa án, thì máy đo bạn sử dụng phải tuân thủ các thông số kỹ thuật của máy đo Loại 1. Tất cả các máy đo mức âm thanh phải được hiệu chuẩn thường xuyên Tất cả các máy đo âm thanh bao gồm bộ lọc trọng số tần số A. Nhiều mét cũng bao gồm các bộ lọc tần số C và Z đã thảo luận ở trên. Phải luôn sử dụng bộ lọc A để đo tiếng ồn trong môi trường làm việc. Bộ lọc trọng số A ban đầu được phát triển chỉ dành cho âm thanh yên tĩnh với mức dưới 40 dB. Tuy nhiên, theo các tiêu chuẩn gần đây, giờ đây nó bắt buộc phải áp dụng cho tất cả các mức áp suất âm thanh. Thiết kế máy đo âm thanhBất kỳ máy đo mức âm thanh cầm tay nào cũng bao gồm các bộ phận sau
Máy đo mức âm thanh kỹ thuật số Wensn WS1361. 1 — kính chắn gió bằng bọt; Bạn có gặp khó khăn khi dịch một đơn vị đo lường sang ngôn ngữ khác không? . Đăng câu hỏi của bạn trong TCTerms và bạn sẽ nhận được câu trả lời từ các dịch giả kỹ thuật có kinh nghiệm trong vài phút Làm thế nào để tính toán pascal?Công thức tam giác Pascal. Công thức tam giác Pascal là (n+1r)=(nr−1)+(nr) ( n + 1 r ) = ( n r − 1 ) + .
Hàng thứ 20 của tam giác Pascal là gì?Số cần tìm là số thứ ba ở hàng thứ hai mươi là 1140. Ảo thuật? . Thật vậy, theo công thức tam giác Pascal, con số đó tương ứng với biểu thức C(20,3) , là số bộ ba từ một tập hợp gồm hai mươi phần tử
3 mẫu trong tam giác Pascal là gì?Thuộc tính tam giác của Pascal
. Tam giác cân . Đường chéo đầu tiên hiển thị các số đếm. Tổng của các hàng cho lũy thừa của 2.
Quy tắc cho tam giác Pascal là gì?Trong tam giác Pascal, mỗi số bằng tổng của hai số ngay phía trên nó |
