Измерение шума


Обычно никто из нас не испытывает особых затруднений при распознавании различных источников шума. Тем не менее, проблема идентификации и особенно измерения шумов весьма сложна. Физические характеристики шума мало что говорят нам, например, о его свойстве вызывать физиологические и психические раздражения.

В этих характеристиках не учитываются и индивидуальные особенности людей при восприятии звука. Так, например, диапазон слухового восприятия одного человека позволяет ему воспринимать определенное музыкальное произведение, тогда как другому в нем слышится сплошная какофония.

Обычно шум оказывает на людей неприятное, раздражающее воздействие. В связи с этим понятно, почему его так трудно измерять. Электронные приборы могут измерять громкость, то есть интенсивность звука.

Однако не существует устройства, способного измерить, например, степень раздражения. Звуки подтекающего водопроводного крана электронный прибор зарегистрирует как слабый шум.

Но этот шум в З часа ночи лишает человека сна или даже доводит его до отчаянных поступков. Ведь наиболее раздражающий звук, известный людям, это не звук реактивного самолета, отбойного молотка или мотоцикла, а звук, возникающий, когда сковородку скоблят ножом.

Именно субъективные особенности восприятия шума чрезвычайно усложняют проблему разработки приборов для его измерения. Весьма трудно построить и прибор для измерения громкости.

Простой измеритель уровня звука фиксирует интенсивность последнего; громкость же, то есть величина шума, воспринимаемая специфическим измерителем уровня звука — человеческим ухом, зависит от частотного спектра шума.

Например, интенсивности шума от электрической пилы и шума, который мы слышим, когда едем в автобусе, по всей вероятности, одинаковы, но вряд ли у кого возникнут сомнения, какой из них громче. Чувствительность человеческого уха различна к разным частотам.

Наиболее легко оно воспринимает высокие частоты.

Поэтому при конструировании измерителя громкости шума необходимо учитывать эти особенности восприятия человеческого уха и строить прибор так, чтобы он, как и человеческое ухо, по-разному реагировал на различные частоты.

В современном измерителе звукового уровня имеется несколько так называемых весовых цепочек, которые определяют относительный вклад отдельных частот в окончательную величину уровня звука. Обычно используются три типа весовых цепочек: А, В и С.

Все они объединены в одном измерителе. Это помогает по возможности приблизить работу прибора к действию уха человека, чувствительность которого во всем воспринимаемом диапазоне частот изменяется в зависимости от интенсивности звука.

Измерение шума

Рис. 102. Весовые цепочки, используемые в современных Измерителях уровня звука с целью учета особенностей восприятия человеческим ухом звуков (главным образом, низкочастотных). Например, при частоте 100 Гц и работе со шкалой А необходимо вычесть из величины зарегистрированной интенсивности 11 дБ, при работе со шкалой В — 4 дБ. Интенсивность звука, измеренная по шкале С, оказывается одной и той же для всего частотного диапазона.

Как видно из рис. 102, на малых частотах шкала А изменяется значительно сильнее, чем шкала В, тогда как С—остается неизменной.

На рис. 102 величина поправки отложена по вертикальной оси, а частота — по горизонтальной. Например, при работе со шкалой А мы должны на частоте 100 Гц вычесть из величины зарегистрированной интенсивности 11 дБ, а при работе со шкалой

В на той же частоте — вычесть 4 дБ, то есть прибор показывает нам меньшую величину интенсивности по сравнению с той, которую он «слышит». При работе со шкалой С поправка интенсивности для всех частот равна нулю.

Такие измерения, оставаясь по-прежнему объективными, уже в какой-то степени отражают субъективность восприятия звука человеком.

Однако, как мы уже показывали на примерах с подтекающим водопроводным краном и скоблением сковородки ножом, не только различные люди по-разному воспринимают шум, но даже один и тот же человек в зависимости от условий неодинаково на него реагирует.

Поэтому задача субъективной оценки шума очень трудна. Большую изобретательность проявляют ученые при построении субъективных шкал громкости. В этой главе мы расскажем о некоторых из них.

В основном построение таких шкал представляет собой попытку количественно характеризовать реакцию человека на шум. В качестве иллюстрации рассмотрим шкалу, применяемую обычно для измерения величины воздействия на человека звука реактивного самолета.

Когда в 1959 году реактивные самолеты начали вытеснять самолеты с поршневыми двигателями, стало ясно, что их шум значительно сильнее воздействует на людей, нежели шум поршневых самолетов, а приборы дают заниженную оценку величины этого шума.

С учетом индивидуального восприятия различными людьми звука данной частоты и громкости и в результате усреднения всех этих данных американский ученый Крайтер предложил единицу для измерения шума — ной. С помощью пересчетной таблицы ной можно перевести в децибелы.

Обычно говорят, что в ноях измеряется воспринимаемый уровень шума, а сама единица обозначается как ВШдБ. В настоящее время система Крайтера стала общепризнанной.

Она используется в аэропортах для установления допустимого уровня шума. Например, шум двигателей в лондонском аэропорте Хитроу при оптимальных условиях не должен превышать ПО ВШдБ, что приблизительно равно 96 дБА (измерения по шкале Л).

© 2008 - 2017 Звук и Слух  Копирование материалов сайта запрещено. Все права на публикуемые материалы принадлежат их правообладателям.