汽车振动噪声测试仪器

汽车振动噪声测试仪器在汽车噪声测试过程中用的设备仪器有传声器、声级计、频谱分析仪和声强分析仪器等，工程实际中声级计和频谱分析仪用来区分构成噪声的频率特性[4443]；声强分析仪器不仅可以测试汽车的声压级、声强级，同样可以制作有关数据的声强三维谱图。针对不同的噪声测试目标，因此选用的仪器也相应不同。声压、频率、声功率和质点振动速度是声音的主要特性。在汽车振动与噪声测试应用中主要考虑声压和频率这两个指标，因此也是主要的测量目标。工程实际中要精确的测试出声源辐射的声压，所以要有十分精密的传声器和放大器记录分析设备等，还要有符合要求的特定声学测试环境。下面介绍几种主要的汽车振动与噪声测试设备：1.传声器能把声音能量转换成电能量的一种十分精密的电声转换仪器叫传声器，应用传声器能快速测试特定的声压值。传声器由两部份组成：一部分为能将声能转换成机械能的声音接受器。声音接受器通常具有振膜等力学振动系统，将传声器放在声场中，振动膜因为声压的作用而产生相应的受迫振动。另一部为能将机械能转换成电能的机电转换器。应用这两部分，电能的输出由声压的输入信号转换而来。传声器各性能指标中最重要的是灵敏度。传声器的功能是将声压信号转换成为电压信号，实际测试噪声过程中电容传声器或压电陶瓷传声器。电容传声器要加前置放大器用来进行改变阻抗，因为它有非常高的输出阻抗所以要进行变换。电压放大器功能是输入和输出放大器，电压放大器能在很宽的频率范畴内平直响应，与此同时还能供给电容传声器直流极化电压。电容传声器是现在工程应用中十分实用的一种换能器，电容传声器由电容两个极板的振动膜和背成构成。直流电压加在振膜和背极之间，这样能让振膜和背极之间稳定的保持一种充电状态。振膜在声压激励下产生振动时，电容产生相应的变化并会在极板之间产生与声压相对应的电压。电容式传声器要非常高的灵敏度，有很宽的响应平直频率范围，并且有很稳定的输出性能，通常在-50到150度的温度范围内和0至0100%的相对湿度内能保持稳定，所以在工程实验中它适合于精密声级的测量，它不仅能测量声压和频率同时常用来测试声强和声功率。2.声级计声级计是工程应用中使用最多最方便的噪声测试仪器。声计级能用来测量总声压级和各种A、B、C计权声级或各种频带范围内的声级。实际测量中往往与其它仪器结合使用，还能用来测量振动和频谱分析。在测量汽车噪声时都采用精密声级计，精密声级计由传声器、计权网络、衰减器、放大器、检波器和指示表头组成。衰减器和放大器：当噪声通过传声器以后，能输出很微弱的电压，所以声级计里面一定要有放大系统，放大系统由输入放大器和输出放大器组成。声电的信号先经过滤波器放大后供给输出端输出放大器，但是声电信号需要经过传换才能让测量人员识别。因为这些原因声级计必须放上检波器和对应的装置来显示。衰减器有输入和输出衰减器两种，输入级的后面是输入衰减器，衰减器的作用是让输入信号每次都能准确的衰减10dB,0-70dB为输出衰减器的量程，输入衰减器能避免输入放大器输入过大的负荷。输出衰减器有两部分，有一部分一般直接放在计权网络后面，还有一部分放在输出放大器后面，工程测量中输出衰减的范围通常为0-50dB,而且按照10dB每秒进行衰减。计权网络：依据人对响应声音的特性分析，测量中经常用到的声级计计权网络频率分为A、B、C三种类型。往往认为计权网络中的读数就是声压级。不同的测试目的和噪声的特征不一样，通常取它们中间的某一个或几个进行噪声测试。如果将计权网络的开关完全处于开放状态进行测试时，声级是整个频率的线性响应，这个时候可测试得到总体声压级。在汽车噪声过程中用到最多的是A声级，人可听到的声音频率范围内的噪声总体声压用C声级来进行测量。指示表头：通用的声级计表头有快和慢两种挡，当测试随时间变化的小噪声时用快挡，如果用快挡进行测量的噪声变化范围超过4dB时应采用换慢挡进行测量。除了快慢两挡之外脉冲精密声级计的表头还具有峰值保持、脉冲保持、脉冲等挡位。声压的有效值一般用快慢两挡来进行测量，也就是均方根值。声压的最大的有效值用脉冲保持挡和脉冲挡进行测量。声压峰值也就是声压最大值一般用峰值保持挡进行测量。应用声级计测试汽车噪声之前，往往都需要进行校正。测量过程中用能发出恒定的声压的标准声源来进行校正，在发声器声压的激励下，使表头的读数与标准声音源的标定值一致。在实际工作中，通常要合理的调节声级计的输入和输出衰减器的按键，防止表头的指针超过流程和防止指针处于流程范围以下。这样可以避免超过测量范围而损耗设备，调节衰减器的按键时，调节的顺序应是dB的量程从大到小。工程应用中比较多的是样式不一样的功能多的数字声级计，用它来测量可以同时测行声压级、最小噪声级、最大噪声级、累积分布声级和等效连续声级。频谱分析仪汽车噪声的频谱用频谱分析仪来测量。频谱分析仪器主要由两部分构成，一部分为测量放大器，另外一部分是滤波器，一般按频带的宽度滤波器可以分为：恒定带宽频谱分析仪，恒定带宽频谱分析仪的中心频率能够不间断的变化，在变化过程中带宽恒定不变化，测量过程中常用的带宽为5Hz、20Hz、50Hz、200Hz，这种频谱分析设备可以分析多种高频频率，能够测量十分精细的频率，工程中应用于识别汽车噪声源和检测汽车的脉冲噪声。恒定百分比带宽式频率分析仪的通频带宽一直与中心频率的某个百分数保持一致。比如3为百分数时，中心频率为100Hz时，它的带宽就是3Hz,如果中心频率为1000Hz时，它的带宽就为30Hz，由此可见随着中心频率的增大它的通过频率带宽相应也增大。应用恒定百分比带宽式频率分析仪可以测量和分析各种不稳定的噪声，同时能测量出各谐波成分的相对大小。上面所说的几种频谱分析仪如果要去测量和分析有很大范围频率的频谱，要花费很长的分析处理时间，而且当出现一些随时间变化很大的噪声和瞬时噪声的频谱时上述仪器完成不了，实时分析仪是可以当时测量后就可以进行频谱处理和分析的仪器。信号处理仪随着现代信号分析水平的提高和以FFT为基础的数字算法的进步