Helitaseme mõõturi põhitõed
Õhumolekulidele omane ebaregulaarne liikumine ja vastastikune tõrjumine tekitavad staatilise jõu, mida nimetatakse atmosfäärirõhuks. Heli on õhumolekulide vibratsioon ja vibreerivad õhumolekulid tekitavad nende läbitavale ristlõikele lisarõhku, mida nimetatakse helirõhuks. Helirõhk on palju väiksem kui atmosfäärirõhk. Üldiselt kasutatakse heli suuruse kirjeldamiseks helirõhutaset. See tähendab, et võrdlushelirõhuna kasutatakse väga väikest helirõhku p0=2 x 10-5 Pa. Väärtust, mis saadakse mõõdetud helirõhu p ja võrdlushelirõhu p0 suhte korrutamisel 20-ga, nimetatakse helirõhutasemeks ja ühikuks on detsibellid (db). Detsibell (dB) on oma nime saanud Ameerika telefonileiutaja Belli järgi, kuna detsibelli ühik on liiga suur, tähistatakse sellega 1/10 detsibelli. Detsibellide arvutamine ei ole lineaarne, vaid logaritmiline proportsioon. Kui heli kirjeldamiseks kasutatakse detsibelle, tuleb samal ajal anda sagedus.
Müramõõturi põhimõte ja koostis
Helitaseme mõõtur on müra mõõtmise põhiinstrument, mis koosneb tavaliselt mikrofonist, eelvõimendist, summutist, võimendist, sageduse kaalumisvõrgust ja efektiivse väärtuse indikaatori peast.
Helitaseme mõõturi tööpõhimõte seisneb selles, et heli muundatakse mikrofoni abil elektriliseks signaaliks ja seejärel muundatakse impedants eelvõimendi abil, et sobitada mikrofon summutiga. Võimendi lisab väljundsignaali kaalumisvõrku, teostab signaalile (või välisele filtrile) sageduskaalu, seejärel võimendab signaali läbi atenuaatori ja võimendi teatud amplituudini ning saadab selle efektiivse väärtuse detektorisse (või väline taseme salvesti). Mürataseme väärtus kuvatakse näidikupeal.
Mikrofon on seade, mis teisendab helirõhusignaalid pingesignaalideks, tuntud ka kui mikrofon. See on helitaseme mõõtja andur. Levinud mikrofone on mitut tüüpi, sealhulgas kristallitüüpi, elektreettüüpi, liikuva mähise tüüpi ja mahtuvuslikku tüüpi mikrofone.
1.1 Dünaamiline mähismikrofon koosneb vibreerivast membraanist, liikuvast mähist, magnetist ja trafost. Pärast akustilise rõhu allutamist hakkab vibreeriv diafragma vibreerima ja ajab sellega paigaldatud liikuvat mähist magnetväljas vibreerima, tekitades indutseeritud voolu. Voolutugevus varieerub vastavalt vibreerivale membraanile avaldatava akustilise rõhu suurusele. Mida kõrgem on helirõhk, seda suurem on genereeritav vool ja mida madalam helirõhk, seda väiksem on tekitatav vool.
1.2 Mahtuvuslik mikrofon koosneb peamiselt metallmembraanist ja selle lähedal asuvast metallelektroodist, mis on sisuliselt lame kondensaator. Metallkile ja metallelektrood moodustavad tasase kondensaatori kaks plaati. Kui kile on allutatud helirõhule, siis see deformeerub, põhjustades kahe plaadi vahelise kauguse muutumist ja muutes seega mahtuvust. Samuti muutub pinge asendimõõtmisahelas, saavutades helirõhusignaalide pingesignaalideks teisendamise funktsiooni. Mahtuvuslikud mikrofonid on ideaalsed mikrofonid akustilistes mõõtmistes, millel on sellised eelised nagu suur dünaamiline ulatus, tasane sagedusreaktsioon, kõrge tundlikkus ja hea stabiilsus üldistes mõõtmiskeskkondades, mistõttu neid kasutatakse laialdaselt. Kondensaatormikrofoni suure väljundtakistuse tõttu on vaja impedantsi teisendust läbi eelvõimendi, mis paigaldatakse helitaseme mõõturi sisse kondensaatormikrofoni paigalduskoha lähedusse.
