声压和声压级、声功率级.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date声压和声压级、声功率级声压和声压级、声功率级什么是声压和声压级2008-07-09 10:52一提起大气压，我们都很熟悉，空气中原来就有比较恒定的静压力，只是我们经常生活在这个环境中感觉不到它的存在罢了，我们把这个比较恒定的静压力称为大气压，一个标准大气压叫1巴(bar）。从物理学的角度理解，大气压是空气分子的不规则运动及相互排斥所引起的。当空气中出现一种声音时，声音所产生的振动使空气分子在这个基础上产生有规律、有指向性的运动，改变了原来比较恒定的静压力，引起比原来静压力增高的量值就叫声压。换句话说，由于声音的存在，使空气发生一个小小的扰动，就可以使原来处于平衡状态的大气压力增添一微小的声压，并迅速向各个方向传播。声压历来用微巴( bar）作为度量单位，它是巴(bar）的百万分之一。近年来，国际上统一用帕作为声压的度量单位，帕的全称为帕斯卡(Pascal，Pa）。1帕等于1牛米2，1巴等于105帕。声波的震动可以使空气形成压缩状态和稀疏状态，从而造成原来大气静压力的增加或减少，所以声压的值可以是正值，有时也可以是负值。通常我们说的声压指的是它的有效值，所以实际上声压总是正值。声音产生的压力同声音的强度一样，变化范围极大。因此度量声压的大小，同样采用对数(数学里以10为底的对数，又叫常用对数）关系表达比较方便，由此引出声学的另一个概念声压级。评价某一点的声压级，是指该点的声压与参考声压的比值取常用对数再乘以20的值，度量它的单位是分贝，符号为dB。参考声压是2×10-5巴，相当于1000Hz纯音的听阈(人耳刚能辨别的声音，0dB) 。假如某一处的声压比参考声压大100倍，那么它们的比值就是100，取常用对数再乘以20，则该处的声压级为40dB。同理，假如某一处的声压比参考声压大100000倍，那么它们的比值就是100000，取常用对数再乘以20，则该处的声压级为100dB。从这两个例子可以看出，声压与参考声压的比值从100倍变为100000倍，增加了1000倍，用声压级表示仅增加了60dB，可见用声压级表示声音的大小，比采用声压来表示要简单的多。 采用分贝(dB）来表达声学量值的主要原因，是由于人体听觉系统对声音强弱刺激的反应不是按线性(即逐渐加大）的规律变化的，而是成对数比例关系变化的，所以采用对数的分贝值可以适应听觉本身的特点。其次，日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，变动范围是很宽的，当用对数换算后，就可以大为缩小声压的变化范围(从数值上看），因此用分贝来表示声学的量值是科学的。 声压级习惯上常流行的符号为SPL，但目前国际上采用推荐的符号为Lp。声压级是反映声音的大小、强弱的最基本参量。日常生活中，普通办公室的环境噪声的声压级大约5060dB，普通对话声的声压级大约6570dB，纺织厂织布车间噪声的声压级大约110120dB，小口径炮产生噪声的声压级大约130140dB，大型喷气飞机噪声的声压级大约150160dB声功率级是声功率与基准声功率之比的以10为底的对数乘以10，以分贝计。基准声功率必须指明。其数字表示式为Lw=10log(W/W0)，常用基准声功率为1pW*声功率：声源单位时间内发射出的声能量，与测量面无关，可避免声级测量的误差。 *声功率级：可表达声源辐射出能量的大小，在声学分析和噪声控制方面具有优越性。*目前许多机电设备已多用声功率级作为评价标准。*声功率级的测量方法很多，多采用工程法(由IS03744规定)。在许多产品说明书中的规格表数据后面，常常会有一个A字，意思是A-weight,即A计权，计权的意思是指将某个数值按一定规则权衡轻重地修改过，由于人耳对中频特别敏感，所以如果一台放大器的中频段讯噪比足够大的话，那么即使讯噪声比在低频和高频段稍低，人耳也不易察觉。可见如果采用了计权方式测量讯噪比的话，其数值一定会比不采用计权方式为高。以A计权来说，其数值会较不计权高。 另：为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性，在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性，把电信号修正为与听感近似值的网络，这种网络叫作计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级（叫线性声压级），而是经过听感修正的声压级，叫作计权声级或噪声级。 计权网络一般有A、B、C三种。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性，B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性，C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度，A衰减最多，B次之，C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因此是目前世界上噪声测量中应用最广泛的一种，B、C已逐渐不用。-