Schalldruck

Schalldruck und akustische Druck ist der lokale Druckabweichung vom atmosphärischen Druck, durch eine Schallwelle verursacht wird. In der Luft, kann Schalldruck gemessen werden unter Verwendung eines Mikrofons und in Wasser mit einem Hydrophon.

Mathematische Definition

Eine Schallwelle in einem Übertragungsmedium verursacht eine Abweichung in der lokalen Umgebungsdruck, einen statischen Druck.
Schalldruck, bezeichnet mit P und in Pa gemessen wird, ist gegeben durch:

woher:

  • Ptotal ist die Gesamtdruck, gemessen in Pa;
  • pstat ist der statische Druck in Pa gemessen.

Schallmessungen

Schallintensität

In einer Schallwelle, ist die komplementäre variable Schalldruck die Teilchengeschwindigkeit. Zusammen bestimmen die Schallintensität der Welle.
Schallintensität I bezeichnet und in W · m gemessen wird, ist gegeben durch:

woher:

  • p ist der Schalldruck, gemessen in Pa;
  • v ist die Partikelgeschwindigkeit, gemessen in m · s.

Akustische Impedanz

Akustische Impedanz, bezeichnet als Z und gemessen in Pa · m · s, ist gegeben durch:

woher:

  • p die komplexe Schalldruck, gemessen in Pa;
  • U ist die komplexe akustische Volumenstrom in m · s gemessen.

Spezifische akustische Impedanz, bezeichnet als z und gemessen in Pa · m · s, ist gegeben durch:

woher:

  • p die komplexe Schalldruck, gemessen in Pa;
  • v ist die komplexe Partikelgeschwindigkeit, gemessen in m · s.

Teilchenverschiebung

Eine Sinuswelle zur Partikelverschiebung wird ausgedrückt durch:

so Schnelle und Schalldruck sind gleich:

und spezifische akustische Impedanz ist gleich:

Folglich wird Schalldruck, um die Partikelverschiebung verbunden:

Entfernung Recht

Bei der Messung des Geräusches, das durch ein Objekt, ist es wichtig, den Abstand von dem Objekt als auch zu messen, da der Schalldruck mit abnehmendem Abstand von einer Punktquelle mit einer 1 / f-Beziehung.

Der Abstand Gesetz der Schalldruck p für eine sphärische Schallwellen in einem Abstand r von einer punktuellen Schallquelle ist gegeben durch:

Wenn der Schalldruck p1 in einem Abstand r1 gemessen wird, kann der Schalldruck p2 an einer anderen Position r2 berechnet werden:

Der Schalldruck in Richtung von der Quelle zu variieren, als auch, um Messungen unter verschiedenen Winkeln kann es notwendig sein, abhängig von der Situation. Ein offensichtliches Beispiel für eine Quelle, die in der Ebene in verschiedene Richtungen unterschiedlich ist ein Megaphon.

Schalldruckpegel

Schalldruckpegel oder Schalldruckpegel ist ein logarithmisches Maß der Schalldruck eines Schall relativ zu einem Referenzwert.
Schalldruckpegel Lp bezeichnet und gemessen in dB, über einem Standard-Referenzpegel, ist gegeben durch:

woher:

  • Personen mit eingeschränkter Mobilität wird der quadratische Mittelwert Schalldruck, gemessen in Pa;
  • p0 der Bezugsschalldruck, in Pa gemessen.

Manchmal Varianten wie dB, dBSPL oder dBSPL verwendet. Diese Varianten werden nicht als Einheiten im SI anerkannt. Die Einheit dB wird manchmal auch einfach nur "dB" abgekürzt, die den falschen Eindruck, dass ein dB ist eine absolute Einheit von selbst geben kann.

Die am häufigsten verwendete Bezugsschalldruck in Luft ist p0 = 20 & mgr; Pa oder 0,0002 Dyn / cm, die in der Regel als die Hörschwelle des Menschen ist. Die meisten Schallpegelmessungen werden relativ zu dieser Ebene gemacht werden, was bedeutet, 1 Pa wird ein Schalldruck von 94 dB betragen. In anderen Medien, wie zum Beispiel unter Wasser, ist ein Referenzwert von 1 Mikropascal verwendet. Diese Referenzen werden im ANSI S1.1-1994 definiert.

Die untere Hörgrenze wird als SPL von 0 dB festgelegt, aber die obere Grenze nicht eindeutig definiert ist. Während 1 atm ist der größte Druckänderung ein unverzerrtes Klangwelle kann in der Erdatmosphäre haben, können größere Schallwellen in anderen Atmosphären oder andere Medien wie unter Wasser, oder durch die Erde vorhanden sein.

Ohren erkennen Veränderungen in der Schalldruck. Das menschliche Gehör nicht über eine flache spektrale Empfindlichkeit in Bezug auf Frequenz gegen Amplitude. Die Menschen nehmen nicht wahr, Nieder- und Hochfrequenztöne sowie sie wahrnehmen, Geräusche in der Nähe von 2.000 Hz, wie in der Gehörrichtige Lautstärke angezeigt. Da der Frequenzgang des menschlichen Gehörs ändert sich mit Amplitude, wurden drei Gewichtungen zur Messung Schalldruck festgelegt: A, B und C. A-Gewichtung gilt für bis zu 55 dB Schalldruckpegel gilt B-Gewichtung auf Drücke Stufen zwischen 55 klingen und 85 dB, und C-Gewichtung ist für die Messung Schalldruckpegel über 85 dB.

Um die verschiedenen Klangmaßnahmen ein Suffix wird verwendet, zu unterscheiden: A-bewerteter Schalldruckpegel wird entweder als dBA oder LA geschrieben. B-bewerteter Schalldruckpegel geschrieben wird entweder als DBB oder LB, und C-bewertete Schalldruckpegel entweder als dBC oder LC geschrieben wird. Ungewichteten Schalldruckpegel wird als "Linearschalldruckpegel" und wird oft als dBL oder einfach nur L. geschrieben einige Sound Messgeräte verwenden Sie den Buchstaben "Z" als Hinweis auf eine lineare SPL.

Abstand

Der Abstand des Messmikrofon von einer Schallquelle wird oft weggelassen, wenn SPL Messungen notiert sind, so dass die Daten unbrauchbar. Im Fall der Umgebungsumweltmessungen von "Hintergrund" Lärm, muss Abstand nicht angegeben werden, da keine einzige Quelle vorhanden ist, aber bei der Messung der Rauschpegel eines bestimmten Stück der Ausrüstung der Abstand sollte immer angegeben werden. Ein Abstand von einem Meter von der Quelle ist ein häufig verwendetes Standardabstand. Wegen der Auswirkungen von reflektierten Rauschen in einem geschlossenen Raum, ermöglicht die Verwendung einer schalltoten Kammer zur Schall vergleichbare Messungen in einem Freifeldumgebung vorgenommen werden.

Wenn Schallpegel Lp1 ist in einem Abstand r1 gemessen werden, der Schallpegel Lp2 im Abstand r2

Mehreren Quellen

Die Formel für die Summe der Schalldruckpegel des n inkohärente Strahlungsquellen ist

Aus der Formel von dem Schalldruckpegel finden wir

Das in der Formel für die Schalldruckpegel eingesetzt, um die Summenpegel-Shows berechnen

Beispiele für Schalldruck

* Die angegebenen Werte sind der Schalldruck, wenn nicht anders angegeben.

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