聲級計的測量下限和自生噪聲

新的聲級計國際標準IEC61672-1:2002和新的聲級計計量檢定規程JJG188-2002中對聲級計總量程的定義是：對正弦信號的響應，從最大靈敏度級量程上的最小聲級到最小靈敏度級量程上的最高聲級，無過載或欠量程指示和級線性誤差在規定的允差范圍內時可測試的A計權聲級范圍。同時規定，在聲級計的任何頻率計權或頻率響應范圍內，任何頻率的所有級量程上，級線性誤差加上測量所引起的擴展不確定度（0.3dB）后，對1級聲級計不超過±1.1dB，2級不超過±1.4dB。依此，為了保證級線性誤差的要求，扣除不確定度影響，對1級聲級計自生噪聲至少應比測量下限低8dB，2級聲級計至少應低6.7dB。都比老標準至少低5dB要求高。但是，目前有不少廠家將自生噪聲（本底噪聲）值規定為聲級計的測量下限，這顯然是在誤導用戶。用戶在選用時要引起注意，這類聲級計的實際測量下限比它們給出的要高6.7dB~8dB。有的廠家仍然按老的聲級計國家標準和國際標準規定測量下限比本底噪聲高5dB，這也是不夠確切的。

聲級計的測量下限主要決定于傳聲器的靈敏度和聲級計的自生噪聲，要降低測量下限就要從這兩方面著手。在新國際標準和新規程中，要求廠家分別給出最高自生聲噪聲和自生電噪聲。要求將聲級計放在低噪聲聲場時測量自生聲噪聲，由于有的僅對A聲級而言是低噪聲聲場，所以這時只能測得自生聲噪聲的A聲級。自生電噪聲通過使用等效電阻抗代替傳聲器后進行測量。我們知道，傳聲器也會產生自生噪聲（熱噪聲），因此通常聲級計的自生聲噪聲大于電噪聲。傳聲器的等效電阻抗基本上是一只電容器，其電容量對1英寸傳聲器約為50pF，對1/2英寸傳聲器約為15pF。不同的電容量測試得的自生噪聲將不同。在測試自生電噪聲時，不應使用用于電信號轉接的配合器，這種配合器內裝的電容器為0.01μF或0.1μF，用它測得的電噪聲將會明顯偏低。另外，自生噪聲測量時，對F和S時間計權聲級應在60s內隨機讀取的10個示值的算數平均值，而不是最大讀數值，對時間平均聲級，平均時間至少30s。

疑惑解答:Leq>L10 可能嗎？

有用戶問：在噪聲測量中，有時會遇到測量的Leq值大于L10值，這可能嗎？

首先，我們來回顧一下，這兩個值的定義： Leq表示等效連續聲級，又稱時間平均聲級，它定義為在規定時間內，方均根聲壓與參考聲壓之比取以10為底的對數再乘以20。L10表示在規定時間內，有10%的時間（或采樣數）超過該聲級，稱之為累計百分聲級，有時用它近似作為這段時間內的最大聲級。對于無規噪聲（例如環境噪聲），在通常情況下，L10應該大于Leq值。如果無規噪聲符合正態分布規律，則Leq近似等于L50（L50表示在規定時間內有50%時間的噪聲級超過該聲級）。在特殊情況下，當噪聲是穩態噪聲時，Leq=L10= L50。如果在這段時間內，出現聲壓很高但時間很短的噪聲，就可能出現Leq>L10的情況。這一方面是由于聲壓對Leq的貢獻是平方關系，高聲級對Leq的貢獻遠比低聲級大；另一方面由于它時間很短，小于10%時間，不影響L10值。例如在測量時間內采樣100個噪聲值，其中有2個值為100dB，有8個值為80dB，其余90個值為75dB，則L10=80dB，Leq=83.7dB，就出現Leq>L10的情況。因此說，出現Leq >L10是可能的