1、聲級計概述

聲級計是一種最基本的噪聲測量儀器，由測量麥克風、放大器、衰減器、計權網絡、檢波器、指示表頭和電源等組成。其工作原理是由測量麥克風將采集到的聲音信號轉換為電信號后經由前置放大器輸入至儀器主機進行頻率計權運算處理，再經由衰減器和經一定電路阻尼后，根據不同標準分檔給出被測噪聲得定量示值。

SM 102手持式聲級計

1.1、主機

聲級計的主機主要功能有結果顯示、提供交互界面、信號處理、數據傳輸和存儲等。同時主機主板的電路設計、結構設計、軟件設計等都是影響測量精度的因素。麥克風輸入主機的信號是不斷變化的交流信號，通過均方根電壓（RMS）轉換為直流電平后再經對數電路處理并輸出到屏幕，成為可讀的dB值。

1.2、測量麥克風

作為高精度聲級計組成的重要部件之一，測量麥克風的選擇通常為預極化駐極體麥克風。它通過使用駐極體材料，讓電荷保存在駐極體中，廣泛運用于聲壓的分析和記錄。它的工作原理是咪頭中的兩塊平行的金屬板構成了電容器，當外層金屬膜片受聲波沖擊時，其與背板之間的距離就會變化，電容也隨之產生變化，在電路中產生一個交流電，實現了聲電轉換。

M 663自由場麥克風

1.3、計權網絡

聲級計中的計權可分為頻率計權與時間計權。

頻率計權：

為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，把電信號修正為與聽感近似值的網絡，這種網絡叫做頻率計權。

頻率計權有A、C、Z，表示應用的計權或濾波的頻點值。當聲壓級單位顯示為dB（A）時則表示當前結果采用了A計權。

A計權是模擬人耳對聲音的響應，是基于40dB等響度的曲線。它會使電信號的中、低頻段有較大的衰減，并且A計權濾波覆蓋了10Hz至20kHz的整個音頻范圍。在使用A計權的測量通常標注dB(A)，表示測量結果已使用該頻率計權。

C計權是人耳在相當高的聲級下的響應。對應于100dB等響度曲線，主要用于評估高聲壓級的峰值。

Z計權是10Hz到20 kHz±1.5dB之間的平坦頻率響應。

在當下，A計權是應用最為廣泛的頻率計權。

時間計權：

時間計權指聲級計對聲壓變化的反應方式。它的目的是波動信號的指數平均值，使得快速變化的數值變得穩定易讀取。根據大多數國際和國家標準，時間計權采用F：快速、S：慢速、I：脈沖三種。

根據標準JJF 1681—2017中定義，時間計權F（快）的設計目標指數時間常數為0.125s，時間計權S（慢）為1s。在突然終止穩態4kHz正弦輸入電信號后，時間計權聲級相應的衰減速率的設計目標，對時間計權F為34. 7 dB/ s,對時間計權S為4.3dB/s。

1.4、聲壓級

聲壓級（Sound Pressure Level，簡稱 SPL）是用來衡量聲音強度的一種物理量。通常我們用分貝（dB）作為單位來表示聲壓級，它與聲音的壓力成正比，也就是說，聲音越響，其聲壓級就越高。

在聲級計中，聲壓級的計算應用到了各個頻點的分量，單位是dBSPL。

審核編輯黃宇