Шумомер

 

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

Ф ИЦ

РЕСПУБЛИН

ОМ Ш) ЗШ 01 Н 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2796777/18-28 (22) 16.07 79 (46) 15.06.83. Бюл. М 22 (72) Г.Ш. Нисман (71) Специальное конструкторское бюро Производственного объединения

"Виброприбор" (53) 534.61 (088.8) (56) 1. Шумомер типа 2219 фирмы

БР10ЛЬ и Къер. Технический каталог.

1976.

2. Авторское свидетельства СССР

Н 787906, w . а 01 Н 3/14, 197Я (прототип). (54)(57) шумОКЕР, содержащий последовательно соединенные конденсаторный микрофон с подключенным к нему источником поляризующего напряжения,, предварительный усилитель, измерительный усилитель с переключателями I и фильтрами, формирователь среднего квадрата со схемой выбора времени усреднения, ключ, аналоговое запрминающее устройство, вычитатель среднего квадрата, устройство для извлечения квадратного корня и блок отсчета, генератор тактовых импульсов, входом присоединенный к схеме выбора времени усреднения, а первым выходом " к управляющему входу ключа, о т л и " ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения шумомера и повышения его точности, выход формирователя среднего квадрата подключен к второму входу вычитателя среднего квадрата, а второй и третий выходы генератооа тактовых импульсов подключены соответственно к управляющим входам источника поляризующего напряжения и блока отсчета.

1023206

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения акустического шума и вибрации в области авиации, связи, транспорта, охраны труда и медицины.

Известны устройства для измерения шума, содержащие конденсаторный микрофон, предварительный усилитель g перЕклюЧателями и фильтрами, детектор из формирователя среднего квадра. та и устройства для извлечения квадратного корня, источник поляризующего напряжения и отсчетный блок 11)

Недостатком известных устройств является относительно узкий динамический диапазон измерения звукового давления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является шумомер, содержащий последовательно соединенные конденсаторныи микрофон с подключенным к нему источником поля. ризующего напряжения, предварительный усилитель, измерительный усилитель с переключателями и фильтрами, формирователь среднего квадрата со схемой выбора времени усреднения, ключ, аналоговое запоминающее устройство, вычитатель среднего квадра- ЗО та, устройство для извлечения МЬадратного корня и блок отсчета, генератор тактовых импульсов, входом присоединенный к схеме выбора времени усреднения, а первым выходом - к управляющему входу ключа (2$

Недостатками указанного шумомера являются сложность и необходимость одновременной смены микрофона и соответствующего ему эквивалента. Кро- щ0 ме того, имеет место перекомпенсации собственного шума в режиме измерений, что снижает точность изменений„ так как в режиме измерения акустического сигнала на входной каскад предварительного усилителя воздействуют собственные шумы, обусловленные последовательным соединением емкостей конденсаторного микрофона и его эквивалента.

Целью изобретения является упрощение шумомера и повышение его точности, Поставленная цель достигается тем, что в шумомере, содержащем последовательно соединенные конденсаторный микрофон с подключенным к нему источником поляризующего напряжения, предварительный усилитель, иэмеритель-, ный усилитель с переключателями и фильтрами, формирователь среднего квадрата со схемой выбора времени усреднения, ключ, аналоговое запоминающее устройство, вычитатель среднего квадрата, устройство для извлечения квадратного корня и блок отсчета, генератор тактовых импульсов, входом присоединенный к схеме выбора времени усреднения, а первым выходом — к управляющему входу ключа, выход формирователя c åäíåãî квадрата подключен к второму входу вычитателя среднего квадрата, а второй и третий выходы генератора тактовых импульсов подключены соответстввнно к управляющим входам источника поляризующего напряжения и блока отсчета.

На чертеже представлена блок"схема.шумомера.

Шумомер содержит последовательно соединенные конденсаторный микрофон

1 с подключенным к нему источником

2 поляризующего напряжения, предварительный усилитель 3, измерительный усилитель 4 с переключателями и фильтрами 6, формирователь 7 среднего квадрата со схемой 8 выбора времени усреднения, ключ 9, аналоговое запоминающее устройство- 1О, вычитатель

11 среднего квадрата, устройство 12 для извлечения квадратного корня и блок 13 отсчета, а также генератор

14 тактовых импульсов, входом присоединенный к схеме 8 выбора времени усреднения, а первым выходом - к управляющему входу ключа 9. Причем выход формирователя 7 среднего квадрата подключен к второму входу вычитателя 11 среднего квадрата, а второй и третий выходы генератора 14 такто" вых импульсов подключены соответственно к управляющим входам источника 2 поляризующего напряжения и блока 13 отсчета.

Шумомер работает следующим обраэом.

Тактовым импульсом со второго выхода генератора 14 тактовых импульсов отключается пьляризующее напряжение на выходе источника 2 поляриэующего напряжения.

Отключение поляризующего напряжения от обкладок конденсаторного микрофона 1 делает его нечувствительным к акустическим помехам, ударам и т.д.

По истечении времени переходного процесса, обусловленного отключением

10232

UPu - u ъ) +1+л

" -ь;.„-, u®at и) 1

С окончанием тактовых импульсов с первого и второго выходов генератора тактовых импульсов на конденсаторный микрофон поступает поляризующее напряжение и закрывается ключ 9. На входе предварительного усилителя 3 опять имеет переходный процесс, и потому с третьего выхода генератора 14 тактовых импульсов тактовый импульс,, разрешающий отсчет блоку 13 отсчета, появляется с задержкой относительно момента окончания импульсов с перво, го и второго выходов.

Акустический шум, воздействуя íà 35 мембрану конденсаторного микрофона 1, модулирует стабильное напряжение, поступающее с источника 2 поляризующего напряжения. Далее напряжение сигнала с конденсаторного микрофона 4о

1 через предварительный усилитель с высоким входным сопротивлением поступает на вход измерительного усилителя 4, где происходит нормирование сигнала переключателем 5 и его об- 45 работка внешними или встроенными фильтрами 6 . В формирователе 7 среднего квадрата происходит преобразоваwe пронормированного сигнала, поСоставитепь А

Редактор E. Зубиетова Техред А.Яч

Корректор А. Тяско

Заказ 4199/27 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поляризующего напряжения в высокоомной цепи предварительного усилителя

3, задержанный тактовый импульс с первого выхода генератора 14 тактовых импульсов открывает ключ 9. Собственные шумы, обусловленные величиной емкости конденсаторного микрофона 1 и режимом по постоянному току предварительного усилителя 3, нормируются по величине и обрабатываютэя по спект-.1о ру усилителем 4 с переключателями и фильтрами 6, преобразуются в среднее значение их квадрата Хц в формирователе 7 среднего квадрата и через открытый ключ 9 запоминаются в анало- g говом запоминающем устройстве 10, т.е. в последнем будет значение, равное

06 а ступающего на вход, в среднее значение его квадрата Х согласно выражЬнию:

Или с учетом того, что суммарное значение сигнала U и собственного шума Ц на выходе предварительного усилителя равно

Получим выражение выходного напряжения формирователя 7 среднего квадрата в режиме измерения акустического шума

Х, . КОс И)л-Ощ (4.))44

1+ Х l- I

8 силу того, что интервал времени от t ° до 1„+ режим активных элементов йредварительного усилителя 3 и полное сопротивление конденсаторного микрофона постоянны, уровень шумов на выходе предварительного усилителя

3 в некотором приближении постоянен.

Следовательно, с учетом выражений (1) и (4) на выходе вычитателя среднего квадрата получаем

1 +4+ -

Х„,„=,, ) .-,,)З (5)

%Ф1 1лл Фли

Далее получ .нный сигнал.обрабатывается устройством 12 для извлечения квадратного корня, т.е. на вход блока 13 отсчета поступает среднеквадратичное значение акустического шума.

Применение предлагаемого изобрете". ния позволяет упростить шумомер исключением таких узлов, как эквивалент микрофона, ключ и аналоговое запоминающее устройство. Кроме того, упрощается эксплуатация шумомера, так как отпадает необходимость смены эквивалента микрофона. !

Чистяков