SU748144A1 - Шумомер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерению акустического шума.

Известно устройство дл  измерени  шума, содержащее конденсаторный микрофон, предварительный усилитель, выход которого соединен с первым сигнальным входом переключател , калибровочный генератор, соединенный с вторым сигнальным входом переключател , блок усилителей, блок взвешивающих фильтров, детектор среднеквадратичного значени , устройство отсчета и источник пол ризующего напр жени , соединенный с конденсаторным микрофоном 1.

Недостатком известного шумомера  вл етс  недостаточна  точность, измерений вследствие того, что они калибруютс  без учета изменений коэффициента передачи предварительного усилител , и величины напр жени  пол ризации конденсаторного микрофона перед началом измерений и периодически по усмотрению оператора .

Наиболее близким.техническим решением к изобретению  вл етс  шумомер , содержащий конденсаторный микрофон , калибровочн генератор, источник пол ризующего напр жени , соединенный последовательно усилитель с переключателем измерени , блок взвешивающих фильтров, детектор и устройство отсчета 12 .

Недостатком известного шумомера  вл етс  отсутствие непрерывной электрической калибровки измерительного

10 тракта и отсутствие учета нестабильности источника пол ризующего напр жени , что снижает точность из .5ерений.

Целью изоОретени   вл етс  по15 вышение точности измерений.

Цель достигаетс  тем, что шумсмер снабжен источником опорного напр жени , включенным между выходом усилител  и входом блока взвеши20 вающих фильтров, последовательно соединенными полосовым фильтром, вторым детектором, узлом управлени , вторым входом подключенным к источ25 нику опорного напр жени , реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем , сумматором, вторым входом подключенным к источнику пол ризующего напр жени , и смесителем , выход которого соединен с

30

входом усилител  и делителем напр жени , сигнальный вход которого подключен к выходу калибровочного генератора , первый управл ющий вход - к переключателю пределов измерени , а второй управл ющий вход - к выходу сумматора и конденсаторного микрофона, а выход - к второму входу смесител ,,

На чертеже представлена функциональна  схема шумомера.

Шумомер содержит конденсаторный микрофон 1, калибровочный генератор 2, источник 3 пол ризующего напр жени , соединенные последовательно усилитель 4 с переключателем 5 пределовизмерени , блок взвешивающих фильтров 6, детектор 7 и устройство 8 отсчета, источники 9 опорного напр жени , включенные между выходом усилител  4 и блока взвешивающих фильтров 6, последовательно соединенные полосовой фильтр 10, второй детектор 11, узел 12 управлени , вторым входом подключенный к источнику 9 опорного напр жени , реверсивный счетчик 13, цифроаналоговый преобразователь 14, сумматор 15, вторым входом подключенный к источнику 3 пол ризующего напр жени , и смеситель 16, выход которого соединен с входом усилител  4, делитель 17 напр жени , сигнальный вход которого подключен к выходу калибровочного генератора 2, первый управл ющий вход - к переключателю 5 пределов измерени , а второй управл ющий вход - к выходу сумматора 15 и конденсаторного микрофона 1, а выход - к второму входу смесител  16.

Шумомер работает следующим образом .

Акустический шум, воздейству  на тонкую мембрану конденсаторного микрофона 1, модулирует стабильное напр жение , приложенное к обкладкам с выхода сумматора 15. При этом величина звукового давлени  Р, чувствительность микрофона UQ и выходное переменное напр жение микрофона U св заны соотношением

Ui UO-P(1)

Известно также, что чувствительность микрофона в определенном диапазоне действующего на микрофон звукового давлени  пр мо пропорциональна величине пол ризующего напр жени  и, приложенного к обкладкам , т.е.

Ui U2- Р-КО, (2) где Кд - коэффициент, св зывающий чувствительность микрофона с напр жением пол ризации .

Таким образом, это напр жение сигнала с выхода микрофона 1 смешиваетс  в смесителе 16 с высокочастотным стабильным напр жением калибровочного генератора 2. Смешанный сигнал усиливаетс  усилителем 4, Частота калибровочного генератора 2 выбираетс  вне полосы прозрачности блока взвешивающих фильтров б и потому, на первый детектор 7 среднеквадратичного значени  приходит усиленный сигнал только с микрофона 1, который отсчитываетс  устройством 8 отсчет.. Например, сигнал с частотой 100 кГц ослабл етс  взвешивающими фильтрами более 40дБ (100 раз) .

Напр жение U-j / поступающее на вход устройства 8 отсчета, равно Uj Р-П г-Кр- Kj-Kj- КаК, (3)

5 где К,,К2,Кз,К4 - коэффициенты передачи смесител  16, усилител  4 блока взвешивающих фильтров 6 и детектора 7 соответственно. Предположим , что на входы узла 12 упQ равлени  поступают одинаковые напр жени , тогда установочным сигналом узла 12 управлени  на выходе реверсивного счетчика 13 устанавливаетс  код, соответствующий номинальному напр жению UHOM на выходе цифроаналогового преобразовател  14, а на выходе сумматора напр жение Uj, равное

(4)

Ui и

+U

ном

пол

где - выходнре напр жение источника 3 пол ризующего напр жени .

Напр жение Пд, поступающее на вход узла 12 управлени , равно ид k (UHOM- UHOA )-Кб-К1-К -К -К7,

(5)

где UK - напр жение с выхода калибровочного генератора 2; коэффициенты передач фильтра 10 и детектора 11;

К - коэффициент, св зывающий коэффициент передачи делител  17 напр жени  с величиной первого управл ющего сигнала (Ог) .

в случае изменени  коэффициента передачи, например усилител  4, изменитс  напр жение, поступающее на первый вход узла 12 управлени . Дл  конкретности предположим, что коэффициент передачи усилител  стал равным

К 2 Л К 2 Тогда напр жение 1)4 станет равHfcJM

(и„ом+ипол ) К5-К1(К2 + дКз)Кб- К

(6)

и превысит выходное напр жение опорного источника 9.Сигналом с узла 12 управлени  уменьшаетс  содержимое реверсивного счетчика 13, что

приводит к уменьшению выходного напр жени  цифроаналогового преобразовател  14 и соответственно напр жени  сумматора 15. Коэффициент передачи делител  17 уменьшитс  и

Claims (2)

1. на смеситель 16 поступит меньшее калибровочное напр жение.Уменьшение номинального выходного напр жени  цифроаналогового преобразовател  будет до тех пор, пока входные напр жени  узла управлений не сравн ют т.е. Uv. (и нолл .vof UnO )K5Kj(K2 + + дК2)Кб-К, Uon,(7) откуда Uon.l ( UHOM.var UnoAlKi() Фильтры б и 10 и детекторы 7 и 11  вл ютс  устройствами, эквивалентны ми по назначению, и могут быть выполнены по идентичным схемам и, в крайнем случае, отличатьс  только коэффициентами передачи. Различного же рода нестабильности у них в некотором приближении одинаковы, т.е Кэ- К4 Кб- K7-Kg, (9) где Kg - коэффициент различи  коэффициентов передачи фильтров и детекторов , имеющий значение независ щей от дестабилизирующих факторов. Значение напр жени  U, поступающего на вход устройства 8 отсчета , равно в случае,если по какой-либо причине производить уменьшение коэффициента передачи одного или нескольких узлов измерительного тракта, содержимое реверсивного счетчика 13 увеличиваетс , что приведет к увеличению выходного напр жени  циф роаналогового преобразовател  14 и далее напр жени  сумматора 15 и коэффициента передачи делител  17 нап р жени  до равенства входных напр жений узла управлени . По вление нестабильности источника 3 пол ризующего напр жени , выходного напр жени  цифроаналогового преобразовател  или коэффициента передачи сумматора 15 также приведет к изменению коэффициента передачи делител  17 напр жени , т.е. также осуществитс  автоматическа  калибровк Переключение пределов измерени  осуществл етс  дискретным изменением коэффициентов передачи усилител  7 и делител  17 напр жени  та Чтобы их произведение было равно произведению этих же коэффициентов передач при номинальном режиме без воздействи  дестабилизируюо их факторов . Использу  дл  стабилизации напр жений , и и один и тот же тип элементов,например стабилизатором можно избавитьс  от нестабильности отношени  Ugf,/IV , вход щего в выражение (10) . Описываемый шумомер выгодно отличаетс  от известных наличием сквозной автоматической калибровки и на точность измерений может вли ть только нестабильность источника опорного напр жени , калибровочного генератора и коэффициента передачи делител  напр жени . Формула изобретени  Шумомер, содержащий конденсаторный микрофон, калибровочный генератор , источник пол ризующего напр жени , соединенный последовательно усилитель с переключателем пределов измерени , блок взвещивающих фильтров, детектор и устройство отсчета , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , он снабжен источником опорного напр жени , включенным мехсду выходом усилител  и входбм блока взвешивающих фильтров, последовательно соединенных полосовым фильтром, вторым детектором, узлом управлени , вторым входом подключенным к источнику опорного напр жени , реверсивным счетчиком,цифроаналоговым преобразователем , сумматором,вторым входом подключенным к источнику пол ризующего напр жени , и смесителем, выход которого соединен с входом усилител  и делителем напр жени , сигНсшьный вход которого подключен к выходу калибровочного генератора,первый управл ющий вход - к переключателю пределов измерени , а второй управл ющий вход - к выходу сумматора и конденсаторного микрофона, а выход - к второму входу смесител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание шумовиброизмерительного комплекса ШВК-1, Виброприбор.
2. 2.Техническое описание шумомера тип 2219 фирмы Брюль кбер (прототип).