تراز سنج ها چه ساختاری دارند

تراز سنج ها چه ساختاری دارند

از یک میکروفون، تقویت کننده، تضعیف کننده، شبکه وزن، آشکارساز، سر نشانگر و منبع تغذیه تشکیل شده است.

1. میکروفون

این وسیله ای است که سیگنال های فشار صدا را به سیگنال های ولتاژ تبدیل می کند که به آن میکروفون نیز می گویند و یک سنسور است. انواع رایج میکروفون ها عبارتند از: نوع کریستالی، نوع الکترت، نوع سیم پیچ دینامیکی و نوع خازنی.

سنسور سیم پیچ پویا از یک دیافراگم ارتعاشی، یک سیم پیچ متحرک، یک آهنربای دائمی و یک ترانسفورماتور تشکیل شده است. دیافراگم ارتعاشی پس از قرار گرفتن در معرض فشار صوتی، شروع به ارتعاش می کند و سیم پیچ متحرک نصب شده با آن را به ارتعاش در میدان مغناطیسی سوق می دهد و جریان القایی ایجاد می کند. جریان با توجه به میزان فشار صوتی اعمال شده به دیافراگم ارتعاشی متفاوت است. هرچه فشار صوت بیشتر باشد، جریان تولیدی بیشتر است. هرچه فشار صوت کمتر باشد جریان تولید شده کمتر است.

یک حسگر خازنی عمدتاً از یک دیافراگم فلزی و یک الکترود فلزی که بسیار نزدیک به آن است، در اصل یک خازن تخت تشکیل شده است. غشاء فلزی و الکترود فلزی دو صفحه خازن تخت را تشکیل می دهند. هنگامی که دیافراگم تحت فشار صوتی قرار می گیرد، دچار تغییر شکل می شود و باعث تغییر در فاصله بین دو صفحه و ظرفیت خازن و در نتیجه ولتاژ متناوب می شود. شکل موج آن متناسب با سطح فشار صدا در محدوده خطی میکروفون است و به عملکرد تبدیل سیگنال فشار صدا به سیگنال فشار الکتریکی دست می یابد.

میکروفون های خازنی میکروفون های ایده آلی در اندازه گیری آکوستیک هستند که دارای مزایایی مانند محدوده دینامیکی بزرگ، پاسخ فرکانس مسطح، حساسیت بالا و پایداری خوب در محیط های اندازه گیری عمومی هستند که باعث استفاده گسترده از آنها شده است. با توجه به امپدانس خروجی بالای سنسورهای خازنی، تبدیل امپدانس باید از طریق یک پیش تقویت کننده انجام شود که در داخل دستگاه صدا سنج در نزدیکی محل نصب سنسور خازنی نصب می شود.

2. تقویت کننده ها و تضعیف کننده ها

بسیاری از تقویت کننده های محبوب داخلی و وارداتی در حال حاضر از تقویت کننده های دو مرحله ای در مدارهای تقویت کننده استفاده می کنند، یعنی تقویت کننده های ورودی و تقویت کننده های خروجی که سیگنال های الکتریکی ضعیف را تقویت می کنند. تضعیف کننده ورودی و تضعیف کننده خروجی برای تغییر تضعیف سیگنال ورودی و تضعیف سیگنال خروجی استفاده می شود تا نشانگر کنتور در موقعیت مناسب قرار گیرد و تضعیف هر دنده 10 دسی بل باشد. محدوده تنظیم تضعیف کننده مورد استفاده در تقویت کننده ورودی در پایین اندازه گیری است (مانند 0-70 دسی بل)، در حالی که محدوده تنظیم تضعیف کننده مورد استفاده در تقویت کننده خروجی در انتهای اندازه گیری است ({{3}) } دسی بل). صفحه های تضعیف کننده های ورودی و خروجی اغلب در رنگ های مختلف ساخته می شوند و در حال حاضر بیشتر با مشکی و شفاف جفت می شوند. با توجه به اینکه بسیاری از تراز سنج ها دارای حد بالا و پایین 70 دسی بل هستند، لازم است از تجاوز از حد مجاز در حین چرخش جلوگیری شود تا به دستگاه آسیبی نرسد.

3. شبکه توزین

به منظور شبیه سازی حساسیت ادراک شنوایی انسان در فرکانس های مختلف، شبکه ای در داخل وجود دارد که می تواند ویژگی های شنوایی گوش انسان را شبیه سازی کند. سیگنال الکتریکی به شبکه ای که شبیه ادراک شنوایی است تصحیح می شود که به آن شبکه وزنی می گویند. سطح فشار صوت اندازه‌گیری شده از طریق یک شبکه وزن‌دار دیگر یک کمیت فیزیکی عینی (به نام سطح فشار صوت خطی) نیست، بلکه یک سطح فشار صوت است که توسط ادراک شنوایی تصحیح می‌شود و سطح صدای وزنی یا سطح نویز نامیده می‌شود.

به طور کلی سه نوع شبکه وزن دار وجود دارد: A، B، و C. سطح صدای A-weighted مشخصه فرکانسی است که پاسخ گوش انسان به نویز با شدت پایین زیر 55 دسی بل را شبیه سازی می کند. سطح صدای B-weighted مشخصه های فرکانس نویز با شدت متوسط ​​از 55 تا 85 دسی بل را شبیه سازی می کند. سطح صدای C-weighted مشخصه شبیه سازی نویز با شدت بالا است. تفاوت بین این سه، درجه تضعیف اجزای فرکانس پایین نویز است که A بیشترین تضعیف، B در جایگاه دوم و C کمترین را دارد. سطح صدای A-weighted در حال حاضر به دلیل منحنی مشخصه نزدیک به ویژگی های شنوایی گوش انسان، پرکاربردترین نوع اندازه گیری نویز در جهان است، در حالی که B و C به تدریج مورد استفاده قرار نمی گیرند. خواندن سطح نویز به دست آمده از سطح صدا باید شرایط اندازه گیری را نشان دهد.

4. سنسورها و سر نشانگر

برای اینکه سیگنال تقویت شده از طریق سر کنتور نمایش داده شود، به یک آشکارساز نیز نیاز است تا سیگنال ولتاژ با تغییر سریع را به سیگنال ولتاژ DC با تغییر کندتر تبدیل کند. بزرگی این ولتاژ DC متناسب با اندازه سیگنال ورودی است. با توجه به نیازهای اندازه گیری، دو نوع آشکارساز وجود دارد: آشکارساز پیک و آشکارساز متوسط، و آشکارساز ریشه مشکی میانگین مربع. آشکارساز اوج می تواند حداکثر مقدار را در یک بازه زمانی مشخص ارائه دهد، در حالی که آشکارساز متوسط ​​می تواند میانگین مطلق خود را در یک بازه زمانی مشخص اندازه گیری کند. به جز صداهای پالسی مانند تیراندازی که نیاز به اندازه گیری اوج آنها دارند، آشکارسازهای مربع ریشه در اکثر اندازه گیری ها استفاده می شوند.