用響度級(jí)來(lái)表示人們對(duì)聲音的主觀感覺過(guò)于復(fù)雜,于是為了簡(jiǎn)單起見,在等響曲線中選了三條曲線,一條是40方的曲線,代表低聲強(qiáng)級(jí)的響度感覺;一條是70方的曲線,代表中等強(qiáng)度的響度感覺;一條是100方的曲線,代表高聲強(qiáng)時(shí)的響度感覺。按照這三條曲線的形狀設(shè)計(jì)了A、B、C曲線。A曲線對(duì)應(yīng)于倒置的40方等響曲線,B曲線對(duì)應(yīng)于倒置的70方等響曲線,C曲線對(duì)應(yīng)于倒置的100方等響曲線。
等響曲線定義
橫坐標(biāo)是波長(zhǎng),縱坐標(biāo)是聲強(qiáng)級(jí)。由于聲強(qiáng)的測(cè)量比較容易實(shí)現(xiàn),通過(guò)聲強(qiáng)的測(cè)量也可以間接求得質(zhì)點(diǎn)速度等其它物理量,所以聲學(xué)中常用這個(gè)物理量來(lái)描述聲波。聲強(qiáng)級(jí)以符號(hào)SIL表示,其定義為將待測(cè)聲強(qiáng)值I與參考聲強(qiáng)I(ref)的比值取常用對(duì)數(shù),再乘以10。概述圖中每條曲線所對(duì)應(yīng)的不同波長(zhǎng)的聲強(qiáng)級(jí)是不相同的,但人耳感覺到的響度卻是一樣,每條曲線上注有一個(gè)數(shù)字,單位是響度方。由等響曲線族可以得知,當(dāng)響度較小時(shí),人耳對(duì)長(zhǎng)短波(高低音)感覺略微下降,而響度較大時(shí),對(duì)各個(gè)波長(zhǎng)聲音的感知區(qū)別不大。
在概述圖中不同響度的曲線上,中波范圍內(nèi)的聲強(qiáng)級(jí),均處于整個(gè)曲線相對(duì)較低聲強(qiáng)級(jí)的位置,說(shuō)明人耳對(duì)中波的響應(yīng)靈敏。在這個(gè)范圍之外的短波和長(zhǎng)波兩邊,等響度曲線翹起,說(shuō)明人耳對(duì)短波和長(zhǎng)波聲音的靈敏度下降,對(duì)低于1.7cm和高于17m的純音,不論聲級(jí)多高,絕大多數(shù)的人都感覺不到聲音的存在,因此將1.7cm~17m定為可聽聲。人耳能聽到聲音的最微弱強(qiáng)度,稱為聽覺閾(概述圖中虛線),產(chǎn)生疼痛感的最高聲音強(qiáng)度,稱為痛覺閾。由聽覺閾和痛覺閾所構(gòu)成的兩條等響度曲線,是等響度曲線的上下限。
響度主要決定于聲強(qiáng),提高聲強(qiáng),響度級(jí)也相應(yīng)增加。但是聲音的響度并不是單純由聲強(qiáng)決定的,還取決于波長(zhǎng),不同波長(zhǎng)的純音有不同的響度增長(zhǎng)率,其中長(zhǎng)波純音的響度增長(zhǎng)率比中波純音要快。例如,在響度60方的曲線上,從100Hz一直到800Hz的各波長(zhǎng)純音的聲強(qiáng)級(jí),基本都在60dB上下。再比如,從聽覺的聞閾到痛閾,250Hz純音的聲強(qiáng)級(jí)范圍近似0~130dB,區(qū)間寬達(dá)130dB,而5000Hz純音的聲強(qiáng)級(jí)已經(jīng)壓縮到大約60~130dB的范圍,區(qū)間僅70dB。
實(shí)踐證明,不論噪聲強(qiáng)度高還是低,都能很好的反映人對(duì)噪聲響度和吵鬧的感覺;而且,同人耳的聽力損傷程度也能夠?qū)?yīng)的很好,即損失越高,損傷也越嚴(yán)重。
但由于A計(jì)權(quán)所依據(jù)的等響曲線經(jīng)過(guò)多次修正后發(fā)生了很大的變化,20世紀(jì)70年代后,A計(jì)權(quán)的地位也正逐漸下降。
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噪聲計(jì)中的頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)有A、B、C三種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。
A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)等響曲線中40方純音的響應(yīng),它的噪聲計(jì)曲 線形狀與340方的等響曲線相反,從而使電信號(hào)的中、低頻段有較大的衰減;
B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70方純音的響應(yīng),它使電信號(hào)的低頻段有一定的衰減;
C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)100方純音的響應(yīng),在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。
由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再由前置放大器變換阻抗,使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號(hào)加到計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò),對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)權(quán)(或外接濾波器),然后再經(jīng)衰減器及放大器將信號(hào)放大到一定的幅值,送到有效值檢波器(或外按電平記錄儀),在指示表頭上給出噪聲聲級(jí)的數(shù)值。 A、B、C三種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。A網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)等響曲線中40方純音的響應(yīng),它的曲線形狀與340方的等響曲線相反,從而使電信號(hào)的高頻段有較大的衰減。B網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)70方純音的響應(yīng),它使電信號(hào)的高頻段有一定的衰減。C網(wǎng)絡(luò)是模擬人耳對(duì)100方純音的響應(yīng),在整個(gè)聲頻范圍內(nèi)有近乎平直的響應(yīng)。
聲級(jí)計(jì)(見噪聲測(cè)量?jī)x器)具有A計(jì)權(quán)特性時(shí)測(cè)得的計(jì)權(quán)聲壓級(jí),單位為分貝,記作dB。
計(jì)權(quán)聲級(jí)反映了噪聲的客觀強(qiáng)度在人主觀引起的感受,聲級(jí)越高,噪聲引起的危害也越大。
但由于A計(jì)權(quán)所依據(jù)的等響曲線經(jīng)過(guò)多次修正后發(fā)生了很大的變化,A計(jì)權(quán)的地位也正逐漸下降。