Вимірювання віброакустичних складних сигналів, що містять дискретні складові й суцільну частину в спектральній області з використанням техніки, що робить виміри в 1/3-октавних смугах, страница 2

Таблиця 4.1. Стандартне відхилення в дБ для аналізу в третино октанових смугах при різних значеннях часу усереднення

Програма, позначена «Синус», не показана у табл. 4.1, тому що вона не задовольняє вимозі . Вона прийнятна для вимірювання СКЗ детермінованих процесів, що мають тільки одну синусоїдальну складову на смугу вимірювання.

Оскільки ширина смуги пропущення октавного фільтра в три рази більше, ніж смуга третинооктавного фільтру, значення часу усереднення, дані в табл. 4.1, слід ділити на три.

Основна вимога до вимірювача СКЗ детермінованих процесів – довести пульсацію до прийнятного значення. Якщо в смугу пропущення попадає тільки одна синусоїдальна складова, то пульсація рівня буде менше  дБ за умови, що

де  – частота даної складової.

Завдання по лабораторній роботі

Об’єкт проведення вимірів й обробки досліджуваних віброакустичних сигналів, так само як і у лабораторних роботах № 2 й № 3 [2], розбивається на дві частини. У першій частині виробляються виміри й обробка складного тест-сигналу, заданого в лабораторній роботі № 3 за допомогою стандартного прийомного тракту, що супроводжують  октавних фільтрів (модель – 1517) і вимірювальний підсилювач 2607. У другій частині виконуються виміри й обробка цього ж тест-сигналу за допомогою вузькосмугового частотного аналізатору типу 2033. При проведенні лабораторної роботи № 4 використовується той самий акустичний тест-сигнал (див. лабораторну роботу № 3), досліджуваний двома способами.

У результаті обробки виміряних в обох випадках ідентичних сигналів необхідно виміряти, визначити й порівняти абсолютні інтегральні значення амплітуди й інтенсивності сигналів, підтвердивши в такий спосіб правильність проведених вимірів й обробки в частотних ( октавних) областях і при вузькосмуговому аналізі.

Порядок виконання роботи

1. На рис. 4.2 представлена структурна схема стенду.

Рис. 4.2. Схема стенду № 3

Випромінюючий тракт залишився тим самим (див. стенд № 1 у лабораторній роботі № 2 [2]), так само як і параметри тест-сигналу, що використовується в лабораторній роботі № 3 [2].

2. У табл. 4.2. представлені вихідні дані ( – центральні частоти третинооктавних фільтрів і відповідна ширина смуги пропущення кожного фільтра ). З огляду на те, що наш тестовий сигнал лежить у діапазоні частот 30 – 500 Гц. У таблиці наведені вихідні дані фільтрів, спільна смуга про­пущення яких (спільне вікно прозорості) охоплює необхідний діапазон частот.

3. Після занесення в таблицю вихідних даних необхідно попередньо зробити обчислення

Таблиця 4.2. Таблиця результатів

, [Гц]	, [Гц]	fl , [Гц]	fu , [Гц]	Ny , [дБ]	, [Па]	, [Па2]	Сумар. акт. тиск сигналу	Для перевірки
								, [Па]	, [Па2]	Р(ω)	= =Р(ω), [Па]	, [Па]
31,5	7,3	28,1	35,4	65	3,4 × 10-2	1,16 × 10-3	Р[Па]=0,65 Па → Р[дБ] =90дБ			1,26 × 10-2	3,4 × 10-2	1,16 × 10-3
40	9,2	35,7	44,9	67	0,046	2,12 × 10-3		2,52 × 10-2	6,35 × 10-4	-*-	3,8 × 10-2	1,44 × 10-3
50	11,6	44,5	56,1	67	4,29 × 10-2	1,84 × 10-3				-*-	4,29 × 10-2	1,84 × 10-3
63	14,5	56,2	70,7	68	4,79 × 10-2	2,29 × 10-3				-*-	4,79 × 10-2	2,29 × 10-3
80	18,3	71,4	89,7	81	0,23	0,053		0,22	0,05	-*-	5,39 × 10-2	2,9 × 10-3
100	23	89,2	112,2	70	6,03 × 10-2	3,6 × 10-3				-*-	6,03 × 10-2	3,6 × 10-3
125	29	111,3	140,3	76	0,121	0,015		0,1	0,01	-*-	6,78 × 10-2	4,6 × 10-3
160	37	142,6	179,6	72	7,66 × 10-2	5,87 × 10-3				-*-	7,66 × 10-2	5,87 × 10-3
200	46	178,3	224,3	73	8,54 × 10-2	7,29 × 10-3				-*-	8,54×10-2	7,29 × 10-3
250	58	222,7	280,7	88	0,509	0,26		0,502	0,25	-*-	9,59×10-2	9,2 × 10-3
315	73	280,6	353,6	75	0,115	0,013		4 × 10-2	1,6 × 10-3	-*-	10,76 × 10-2	11,58 × 10-3
400	92	356,6	448,5	76	0,119	14,2 × 10-3		1,26 × 10-2	1,59 × 10-4	-*-	12,08 × 10-2	14,59 × 10-3
500	116	445,4	561,4	81	0,22	0,048		0,178	0,03	-*-	13,56 × 10-2	18,39 × 10-3

Вираз (4.14) визначено з формул (4.5) і (4.6) роздягнула 4 ці роботи, де  – нижня границя частотного діапазону в смузі пропущення i-го фільтра;  – ширина смуги пропущення i-го фільтра.

де  – верхня границя частотного діапазону в смузі пропущення i-го фільтра.

4. У таблицю заносяться параметри сигналу , що відображає смугу прозорості кожного фільтру (дискрети й шум), для чого й були визначені граничні частоти  й .

5. Коефіцієнт пропущення супровідного фільтра дорівнює 1.

6, Вимірювальний підсилювач дає показання в дБ, послідовно опитуючи кожен фільтр у відповідній смузі щодо опорної напруги  В, що відповідає граничному акустичному тиску  Па, тобто

де  – показання вимірювального підсилювача 2507, дБ;  – напруга, В, вимірювана підсилювачем.

7. Використовуючи дані, занесені в таблицю , необхідно побудувати спектральну характеристику сигналу в смузі 30¸500 Гц, відкладаючи спектральні рівні  на осі ординат у відповідному масштабі.

8. Для перевірки правильності вимірів у таблицю необхідно занести величини, визначені розрахунковим шляхом і порівняти з результатами, отриманими при вузькосмуговому аналізі в лабораторній роботі № 3.

9. Якщо в смугу деякого фільтру потрапила дискрета, то інтегральне значення акустичного тиску в Па в смузі фільтра буде дорівнює

де  – акустичний тиск k-ої дискрети [Па].

10. Інтегральне значення акустичного тиску у всьому діапазоні частот сигналу 30 – 500 Гц відповідно дорівнює

11. Заповнення таблиці перевірочними розрахунками й проведений у лабораторній роботі вузькосмуговий аналіз варіантів тест-сигналів повинен показати достатню відповідність й отже правильне сприйняття викладу теоретичного й практичного матеріалу.