Quel est le principe du sonomètre ?
Le sonomètre est un instrument de mesure du bruit de base. C'est un instrument électronique, mais il est différent des instruments électroniques objectifs tels que les voltmètres.
Lors de la conversion de signaux acoustiques en signaux électriques, les caractéristiques temporelles de la vitesse de réponse de l'oreille humaine aux ondes sonores peuvent être simulées ;
Il existe des caractéristiques de fréquence avec différentes sensibilités aux hautes et basses fréquences et des caractéristiques d'intensité qui modifient les caractéristiques de fréquence à différentes intensités sonores. Un sonomètre est donc un instrument électronique subjectif.
Le principe de fonctionnement du sonomètre est le suivant :
Le microphone convertit le son en signal électrique, puis le préamplificateur modifie l'impédance pour qu'elle corresponde au microphone et à l'atténuateur. L'amplificateur ajoute le signal de sortie au réseau de pondération et effectue une pondération fréquentielle sur le signal (ou un filtre externe) ;
Ensuite, le signal est amplifié jusqu'à une certaine amplitude via l'atténuateur et l'amplificateur, puis envoyé au détecteur de valeur efficace (ou enregistreur de niveau externe), et la valeur du niveau de bruit est indiquée sur l'indicateur.
1) Un microphone est un appareil qui convertit les signaux de pression acoustique en signaux de tension. On l'appelle aussi microphone. C'est le capteur d'un sonomètre. Les microphones courants comprennent les microphones à cristal, à électret, à bobine mobile et à condensateur.
Le microphone dynamique est composé d'un diaphragme vibrant, d'une bobine mobile, d'un aimant permanent et d'un transformateur.
Le diaphragme vibrant commence à vibrer après avoir été soumis à la pression des ondes sonores et entraîne la bobine mobile installée avec lui à vibrer dans le champ magnétique pour générer un courant induit.
Ce courant change en fonction de la quantité de pression d’onde sonore à laquelle le diaphragme vibrant est soumis. Plus la pression acoustique est élevée, plus le courant généré est important ; plus la pression acoustique est faible, plus le courant généré est faible.
Le microphone à condensateur est principalement composé d'un diaphragme métallique et d'électrodes métalliques rapprochées. Il s'agit essentiellement d'un condensateur à plaques.
Le diaphragme métallique et l'électrode métallique constituent les deux armatures du condensateur plat. Lorsque le diaphragme est affecté par la pression acoustique, le diaphragme se déforme, provoquant une modification de la distance entre les deux plaques ;
En conséquence, la capacité est modifiée et la tension dans le circuit de mesure des bits change également, réalisant la fonction de conversion du signal de pression acoustique en signal de tension.
Le microphone à condensateur est un microphone idéal en mesure acoustique. Il présente les avantages d'une large plage dynamique, d'une réponse en fréquence plate, d'une sensibilité élevée et d'une bonne stabilité dans les environnements de mesure généraux, il est donc largement utilisé.
Étant donné que l'impédance de sortie du microphone à condensateur est très élevée, la conversion d'impédance doit être effectuée via un préamplificateur. Le préamplificateur est installé à l’intérieur du sonomètre, à proximité de l’endroit où est installé le microphone à condensateur.
2) Amplificateur
Généralement, on utilise des amplificateurs à deux étages, à savoir un amplificateur d'entrée et un amplificateur de sortie, dont la fonction est d'amplifier les signaux électriques faibles.
L'atténuateur d'entrée et l'atténuateur de sortie sont utilisés pour modifier l'atténuation du signal d'entrée et l'atténuation du signal de sortie afin que le pointeur du compteur pointe vers la position appropriée.
La plage de réglage de l'atténuateur utilisé dans l'amplificateur d'entrée correspond à l'extrémité inférieure de la mesure, et la plage de réglage de l'atténuateur utilisé dans l'amplificateur de sortie correspond à l'extrémité supérieure de la mesure.
De nombreux sonomètres ont une coupure de 70 dB pour les extrémités hautes et basses.
3) Réseau pondéré
Afin de simuler les différentes sensibilités de l'audition humaine à différentes fréquences, le sonomètre est équipé d'un réseau capable de simuler les caractéristiques auditives de l'oreille humaine et de modifier le signal électrique à une valeur approximative du sens de l'audition. Ce réseau est appelé réseau de pondération.
Le niveau de pression acoustique mesuré grâce au réseau de pondération n'est plus le niveau de pression acoustique d'une grandeur physique objective (appelé niveau de pression acoustique linéaire), mais le niveau de pression acoustique modifié par le sens de l'ouïe, appelé niveau sonore pondéré ou niveau de bruit.
