Шумомер

 

— ° м ею

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсник

Социааистических

Республик

«в 787906

li

Ч( в ф

/:"

-.Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (51)М. Кл (22) Заявлено 30.1178 (21) 2692993/18-28 с присоединением заявки ¹

G 01 Н 3/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.1230. Бюллетень № 46 (53) УДК 534.61 (088.8) Дата опубликования описания 151280 (72) Автор иэобретеиия

Г.Ш,Нисман (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро Производственного объединения "Виброприбор" (54) ШУМОМЕР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения акустического шума в авиации, связи и т.д.

Известен шумомер, содержащий конденсаторный микрофон, подключенный к источнику поляризующего напряжения, и последовательно соединенные предва- рительный усилитель, усилитель с переключателями и фильтрами и детек- тор, выполненный в виде формирователя среднего квадрата, и устройство для.извлечения квадратного корня, выходом соединенное с блоком отсчета 1j.

Недостатком этого устройства является относительно узкий динамический диапазон измерения звукового давления. Верхняя граница динамического диапазона обусловлена наличием микро. — 2О фонного капсюля, работающего без искажений от этих уровней звукового давления,,и наличием предварительного усилителя с очень широким динамическим диапазоном по входному сигналу.

Нижняя граница динамического диапазона обусловлена собственными шумами входного каскада шумомера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является шу- 30 момер, содержащий конденсаторный микрофон, подключенный к иСточнику поляризующего напряжения, и последовательно соединенные предварительный усилитель, усилитель с переключателями и фильтрами, и детектор,-. выполненный в виде формирователя среднего квадрата со схемой выбора времени усреднения, и устройство для извлечения квадратного корня, выходом соединенное с блоком отсчета (21.

Недостатком этого шумомера также является относительно узкий динамический диапазон измерения звукового давления, так как в последнем для упрощения и облегчения режима работы предварительного усилителя понижена чувствительность конденсаторного микрофона уменьшением поляризующего напряжения. Но уменьшение чувствительности микрофона приводит к повышению нижней границы динамического диапазона, так как уменьшение чувствительности компенсируется увеличением усиления усилителя.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерения звукового давления.

Поставленная цель достигается тем, что шумомер снабжен первым,ключом, подключенным к конденсаторному микрофону эквивалентом микрофона, другим выводом соединенным с входом предварительного усилителя, разделительным конденсатором, другим выводом подключенным через первый ключ к общей шине, вычитателем среднего квадрата, установленным на входе устройства для извлечения квадратного корня, параллельно включенными между выходом формирователя среднего квадрата и входами вычитателя среднего квадрата цепочками, состоящими каждая из последовательно соединенных: одна — из второго ключа и первого аналогового запоминающего устройства, другая - из третьего ключа и второго аналогового запоминающего устройства, и установленным на выходе схемы выбора времени усреднения генератором тактовых импульсов, подключенным к управляющим входам ключей.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Шумомер содержит конденсаторный микрофон 1, подключенный к источнику

2 поляризующего напряжения,и последовательно соединенные предварительный усилитель 3, усилитель 4 с переключателями 5 и фильтрами 6, деТектор, выполненный в виде формирователя 7 среднего квадрата со схемой

8 выбора времени усреднения, устройство 9 для извлечения квадратного корня, выходом соединенное с блоком

10 отсчета. Конденсаторный микрофон

1 подключен через эквивалент 11 микрофона, другим выводом соединенный с входом предварительного усилителя

3 и через разделительный конденсатор

12 другим выводом подключенный через первый ключ 13 к общей шине. На вход устройства 9 для извлечения квадратного корня подключен вычитатель

14 среднего квадрата, между входами которого и выходом формирователя 7 среднего квадрата параллельно включены цепочки, состоящие каждая из последовательно соединенных: одна из второго ключа 15 и первого аналогового запоминающего устройства 16, другая — из третьего ключа 17 и второго аналогового запоминающего устройства 18. На выходе схемы 8 выбора времени усреднения установлен генератор 19 тактовых импульсов, подключенный к управляющим входам ключей.

Шумомер работает следующим образом.

Тактовым импульсом с первого выхода генератора 19 открывается ключ

13, замыкается микрофон 1 и один вывод эквивалента 11 микрофона по переменному току с общей шиной через разделительный конденсатор 12, емкостью, обеспечивающей достаточное затухание сигнала с микрофона 1 во всем частотном диапазоне измерения звукового давления. По истечении переходного процесса, обусловленного переключением ключа 13, задержанный тактовый импульс со второго выхода

5 1генератора 19 открывает ключ 17.

Собственные шумы шумомера, обусловленные величиной емкости эквивалента

11 и режимом по постоянному току предварительного усилителя 3, нормируются по величине и обрабатываются по спектру усилителем 4 с переключателями 5.и фильтрами 6, преобразовываются в среднее значение их квадрата в формирователе 7 среднего квадрата и через открытый ключ 17 запоминаются в аналоговом запоминающем устройстве 18. С окончанием тактовых импульсов с первого и со второго выходов генератора 19 ключи 13 и 17 одновременно закрываются. На

20 входе предварительного усилителя опять имеет место переходной процесс, и поэтому с третьего выхода генератора 19 тактовый импульс появится с задержкой относительно момента э5 окончания импульсов с первого и второго выходов. Акустический шум, воздействуя на мембрану микрофона 1, модулирует стабильное напряжение, поступающее с источника поляризующего напряжения 2. Далее напряжение сигнала с микрофона 1 через эквива— лент 11 микрофона и предварительный усилитель 3 с высоким входом сопротивления поступает на вход усилителя

4, где происходит нормирование сигнала переключателя 5 и его обработка внешними или встроенными фильтрами

6. В формирователе 7 среднего квадрата происходит преобразование пронормированного сигнала, поСтупающего

40 на вход, в среднее значение его квадрата. На выходе вычитателя 14 среднего квадрата будет разность средних квадратов смеси "сигнал +

+ шум" и "шум". Далее полученный

4 сигнал обрабатывается устройством 9 для извлечения квадратного корня, т.е. на вход блока 10 отсчета поступает среднеквадратичное значение акустического шума. Наличие в шумомере двух аналоговых запоминающих устройств 16 и 18 позволяет вести непрерывный отсчет акустического шума блоком 10 отсчета, представляющим собой стрелочный измерительный прибор или прибор с цифровым отсчетом.

Причем блоком 10 отсчета производится отсчет по времени записи значения собственного шума устройством 18 разности записанного значения смеси

"сигнал + шум" и текущего значения

60 собственного шума, во время задержки, обусловленной переходным процессом запирания ключа 13 — разности запом ненных значений в устройствах 16 и

18, во время цикла "измерения"

65 разности текушег. значения смеси

787906

Формула изобретения

Составитель A.Чистяков

Техред Т. Иаточка Корректор Г.Назарова

Редактор Ю.Петрушко

Заказ 10919 Тираж 713 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москвà, Х<-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

"сигнал + шум" и записанного значения собственного шума в устройстве 18 и во время - адсржки, обусловленной переходным процессом отпирания ключа

13, — разности записанных значений в устройствах 16 и 18.

Цикл измерения звукового давления, с одной стороны, ограничивается требуемой величиной времени усреднения, а с другой стороны — максимальным временем хранения среднеквадратичных значений собственного шума и смеси

"сигнал + шум", и временными климатическими изменениями значения собственного шума, что определяет время между двумя измерениями собственного шума с целью поддержания максимальной точности его компенсации.

Применение предлагаемого устройства позволяет упростить предварительный усилитель, повысить его надежность и расширить нижнюю границу динамического диапазона измерения звукового давления.

Шумомер, содержащий конденсаторный микрофон, подключенный к источнику поляризующего напряжения, и последовательно соединенные предварительный усилитель, усилитель с переключателями и фильтрами и детектор, выполненный в виде формирователя среднего квадрата со схемой выбора времени усреднения, и устройство для извлечения квадратного корня, выходом соединенное с блоком отсчета, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения звукового давления, он снабжен первым кл ом, подключенным к конденсаторному микрофону эквивалентом микрофона, другим выводом соединенным с входом предварительного усилителя, разделительным конденсатором, другим выводом, подключенным через первый ключ к общей шине, вычитателем среднего квадрата, установленным на входе устройс гва для извлечения квадратного корня, парал15 лельно включенными между выходом формирователя среднего квадрата и входами вычитателя среднего квадрата цепочками, состоящими каждая из последовательно соединенных: одна — из второго ключа и первого аналогового запоминающего устройства, другая из третьего ключа и второго аналогового запоминающего устройства, и

:=.-ановленным на выходе схемы выбора времени усреднения генератором

25 тактовых импульсов, подключенным к управляющим входам ключей.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Шумомеры LIM-1, ИШБ-1, ШВК-1и/о "Виброприбор", Таганрог.

2. Шумомер типа 2219 фирмы "Брюль и Къер", Каталог, Брюль и Къер", 1978 (прототип).