声级计的工作原理为传声器产生与被测信号瞬时声压成正比的信号电压,再经前置放大器、衰减器、计权网络和末级放大器,再送到检波器转换成与有效声压成正比的直流电压,再最终显示出噪声声级的数值。
随着检波电路滤波时间常数不同,声级计有“快”“慢”两档。对声级波动较小的稳态噪声,“快”“慢”两档测量结果相同。对非稳态噪声,如需测量某一时间内的最大声级,则用“快”档。电机噪声测量一般用“慢”档,若读数有波动,则可取10s内的平均值。为了保证测量精度,电机噪声测试标准规定电机噪声测试应用精密声级计(1级)进行测量。精密声级计的频率响应范围为20Hz~20000Hz,测量精度为±0.7dB。
噪声频谱分析仪在电机研发或试制中有时需要分析电机噪声产生的原因,或有相关测试要求电机噪声测量值需按频带对环境反射进行修正时,就需要测量电机噪声的频谱并进行分析,分析电机噪声中不同频带内的噪声声级。
传声器将测量的噪声输出信号电压,经放大器放大后输入至带通滤波器。滤波器只能通过某一频带内的信号电压,它的输出信号经放大和检波后,在指示表上只反映该频带内的声压级。将被测信号依次输入各个不同中心频率的带通滤波器,测量相应频带内的声压级,就可以以频率为横轴,以相应频带声压为纵轴,绘制频谱特性曲线。
分析电机噪声频谱时,需要采用一组倍频程或1/3倍频程带通滤波器。倍频程的上下截止频率为2,中心频率为上下线频率的几何平均值。1/3倍频程的上下线截止频率之比为,中心频率为25个。
电机的总噪声声级由各频带内的噪声声级经“计权”后按对数规律相加而合成,若某个频带有噪声声级超过其它频带噪声声级5dB~10dB,那么电机的总噪声声级基本上就有这个频带决定。所以,通过对电机噪声进行频谱分析,就可对电机噪声的声源进行分析判断,十分有助于电机设计人员对其设计的优化和改进。