+7 (343) 382-03-70 (Екатеринбург)
+7 (922) 729-95-54 (Челябинск)
+7 (34672) 7-43-21 (Нягань)
+7 (902) 873-72-13
info@ursgroup.ru
|
Корзина пуста
x
|
Звуковое давление, соответствующее нулевому порогу слышимости человеческого уха на частоте 1000 Гц, равно 2х10–5 Па, а максимальное значение звукового давления, которое воспринимает ухо, равно 2х103 Па, то есть минимальное и максимальное значение звукового давления отличаются в 100 000 000 раз!
Легко представить, что математические действия с числами такого порядка будут весьма затруднительны, поэтому основной мерой звука в акустике является децибел (дБ) (отношение двух одноименных физических величин). Для определения уровней звукового давления и уровня звука используется следующая формула:
где: p — среднеквадратичное значение звукового давления, измеряемое в паскалях; p0 – нулевой порог слышимости (2х10-5 Па).
Система измерения звука в децибелах позволяет легко сравнивать величины звука, соизмеримые с чувствительностью человеческого уха, не используя для этого числа с большим количеством нулей. Область восприятия звука человеком в шкале децибел — от 0 дБ (нулевой порог) до 130–140 дБ (болевой порог).
Для акустических расчетов достаточно часто используются такие характеристики, как уровни интенсивности и уровни звуковой мощности, которые определяются по формулам:
где: I и W — среднеквадратичные значения интенсивности и мощности звука; I0 = 10–12 Вт/м2, W0 = 10–12≈ Вт – значения нулевых порогов, соответственно, интенсивности и мощности звука.
Математические действия с децибелами:
Так как децибел — логарифмическая величина, то арифметические действия с ним имеют свои особенности, например:
Формула сложения децибел имеет вид:
Удобно для расчетов использовать следующую таблицу:
Таблица 5. Операции с уровнями звукового давления (УЗД) Разность УЗ
Разность УЗД (УЗ) двух складывае- мых источников дБ (дБА) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Добавка (Δ) к большему УЗД (УЗ), дБ (дБА) | 3 | 2,5 | 2,1 | 1,8 | 1,5 | 1,2 | 1,0 | 0,8 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
В реальных условиях создать звук строго определенной частоты могут только специальные приборы — зависимость уровней звукового давления от частоты называют спектром звука. В зависимости от частоты человеческое ухо
Таблица 6. Среднегеометрические и граничные частоты октавных и третьоктавных полос
Среднегеометрические частоты Гц | Граничные частоты для полос, Гц | |
октавных | третьоктавных | |
50 | 45-90 | 45-56 |
63 | 56-71 | |
80 | 71-90 | |
100 | 90-180 | 90-112 |
125 | 112-140 | |
160 | 140-180 | |
200 | 180-355 | 180-224 |
250 | 224-280 | |
315 | 280-355 | |
400 | 355-710 | 355-450 |
500 | 450-560 | |
630 | 560-710 | |
800 | 710-1400 | 710-900 |
1000 | 900-1120 | |
1250 | 1120-1400 | |
1600 | 1400-2800 | 1400-1800 |
2000 | 1800-2240 | |
2500 | 2240-2800 | |
3150 | 2800-5600 | 2800-3540 |
4000 | 3540-4500 | |
5000 | 4500-5600 | |
6300 | 5600-11200 | 5600-7100 |
8000 | 7100-9000 | |
10000 | 9000-11200 |
Для измерений уровней звука в реальных условиях используют специальный прибор — шумомер. Так как чувствительность уха зависит как от частоты, так и от интенсивности звука, поэтому шумомер производит замеры по специальным откорректированным частотным характеристикам A, B, C, D, согласно ГОСТ 17187, обязательной в шумомерах является характеристи- ка А, остальные характеристики являются дополнительными. Таким образом, определение уровня звука в акустике следующее: это энергетическая сумма октавных уровней звукового давления в нормируемом диапазоне частот, откорректированных по частотной характеристике А шумомера по ГОСТ 17187, для ее измерения используется специальная величина дБА.
Таблица 7. Стандартная частотная характеристика «А» шумомера
Номинальная частота, Гц | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 400 | 500 | 630 | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 | 4000 | 5000 |
Частотная харак- теристика «А» шумомера, дБ | 30,2 | 26,2 | 22,5 | 19,1 | 16,1 | 13,4 | 10,9 | 8,6 | 6,6 | 4,8 | 3,2 | 1,9 | 0,8 | 0 | 0,6 | 1, | 1,2 | 1,3 | 1,2 | 1 | 0,5 |
Таблица 8. Пример определения уровня звука в дБА
Характеристики | Уровни звукового давления (дБ) и поправки в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | |||||||
31,5 | 63 | 125 |
250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | |
Измеренная характеристика источника звука | 75 | 65 | 62 | 58 | 55 | 50 | 46 | 40 |
Стандартная частотная характеристика «А» шумомера | -40 | -26 | -16 | -9 | -3 | 0 | +1 | +1 |
Спектр прибора с поправкой на фильтр «А» | 35 | 39 | 46 | 49 | 52 | 50 | 47 | 40 |
Результаты сложения | 41 | 52 | 54 | 48 | ||||
52 | 55 | |||||||
Уровень звука, Lа, дБА | 57 |
|
|