s
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mesures sur son
grandeur unité
pression acoustique p, SPL
vitesse des particules v, SVL
les mouvements de particules ξ
intensité acoustique la, SIL
Puissance sonore P, SWL
L'énergie sonore W
densité d'énergie sonore w
L'exposition sonore et, SEL
l'impédance acoustique Z
Vitesse du son c
Fréquence audio AF
Perte de transmission du son TL

la pression acoustique est le 'amplitude vague pression, ou onde sonore.

pression acoustique
Exemple de schéma de pression acoustique en fonction du temps: 1. 2. 3. silence son audible pression atmosphérique (prise comme niveau de référence) 4. pression acoustique instantanée

La pression acoustique peut être mesurée à l'aide d'un microphone (Mesure dans l'air), un hydrophone (Mesuré dans l'eau) ou d'un catodofono. L'unité de mesure de la pression acoustique est le Pascal (Pa = symbole N / m2), Malgré est souvent faite à l'échelle logarithmique (ayant comme unité de mesure dB) Ce lieu correctement, il exprime le niveau de pression acoustique (voir ci-dessous). la pression acoustique instantanée Il est la variation de pression provoquée par une onde sonore à un instant et dans un certain point dans l'espace. la pression acoustique efficace est le rMS vague:

.

Pour une onde sonore, la taille complémentaire de la pression acoustique est la vitesse des particules. Pour les petits signaux, la pression acoustique et la vitesse des particules est proportionnelle (loi d'Ohm l'acoustique: Δ p = ρ0 c v), et leur rapport est dit l'impédance acoustique. L'impédance acoustique dépend des caractéristiques d'onde et le milieu. Le produit de la pression acoustique et la vitesse des particules est appelée intensité sonore instantané.

La pression sonore totale

avec

p0 milieu de pression,
pmax-p0 amplitude de la pression acoustique.

Niveau de pression sonore

la niveau de pression acoustique (SPL) ou niveau sonore Il est une mesure logarithmique de la pression acoustique efficace d'une onde mécanique (sonore) par rapport à une source sonore de référence. Elle est mesurée en décibel (symbole ):

p0 Il est la pression acoustique de référence (le seuil d'audition est d'environ 1000 Hz) et p est la valeur effective de la pression sonore que vous voulez mesurer.

La pression de référence la plus utilisée (dans l'air) est mPa (RMS).

Il peut être utile d'exprimer la pression acoustique en termes de décibels sonores lorsque vous devez faire face à des problèmes liés à 'audition, étant donné que l'intensité perçue par l'oreille est approximativement proportionnel au logarithme de la pression sonore (loi Weber-Fechner).

Mesure du niveau de pression acoustique

Si le milieu de propagation est l'air (ou un autre milieu gazeux), le niveau de pression acoustique (SPL) est presque toujours exprimé en décibels par rapport à la pression de référence de 20 mPa, généralement considéré comme le seuil de l'homme à l'audibilité (à peu près équivalente à la pression acoustique produite par un moustique qui vole à trois mètres). Les mesures d'équipement audio sont presque toujours effectués en référence à cette valeur. Cependant, d'autres moyens, par exemple dans l'eau, est le plus souvent utilisé à une pression de référence égale à 1 Pa.[1] Ces niveaux de référence sont définis dans le document ANSI S1.1-1994.[2] En général, il est nécessaire de connaître le niveau de référence lorsque l'on compare les mesures SPL; le fait que, souvent, l'unité dB (SPL) Il est abrégé dB peut induire en erreur, il est donné qu'il est encore une mesure relative.

Depuis l 'oreille Humain a réponse en fréquence pas à plat, ils font souvent des compensations en fréquence, de sorte que la mesure SPL coïncide avec le niveau de bruit perçu. la IEC Il a défini des tables de compensation (ou d'un poids, pondération). la pesant (Une pondération) Essaye d'adapter la réponse au bruit de l'oreille humaine, tandis que le pesage C (C-pondération) Il est utilisé pour mesurer les niveaux sonores de pointe.[3] Si vous voulez connaître la SPL réelle (et non qui pesait), de nombreux outils vous permettent de faire une mesure « plate » (sans compensation).

Lors de la mesure du niveau sonore produit par un objet, il est essentiel de mesurer aussi la distance de la source sonore. Le SPL est inversement proportionnelle à la distance, et non au carré de la distance (comme cela se produit avec l'intensité sonore). Dans la plupart des cas, d'ailleurs, aussi dépend de la position par rapport à la source, donc il peut être nécessaire de procéder à un certain nombre de mesures selon le cas.

La pression acoustique p en N / m² ou Pa

Z = l'impédance acoustique, l'impédance acoustique, ou impédance caractéristique, en Pa-s / m,
v = Vitesse des particules en m / s,
J = intensité acoustique ou de l'intensité sonore, en W / m².

La pression acoustique p Il est lié à déplacement des particules (ou amplitude) Ξ, en m, par la relation

Il a également

exprimé en N / m² = Pa.

Dans les rapports sur vous

symbole Unités SI lecture sens
p Pennsylvanie pascal pression acoustique
fa Hz hertz fréquence
ρ kg / m³ kg un mètre cube densité le moyen
c m / s mètres un second la vitesse du son entre
v m / s mètres un second vitesse des particules
= 2 · · fa rad / s radieux un second pulsation
ξ  m mètres déplacement des particules
Z = c · p N · s / m³ newtonsecondes un mètre cube l'impédance acoustique
à m / s mètres un second carré l'accélération des particules
J W / m² watt un mètre carré intensité acoustique
et W · s / m³ wattsecondes un mètre cube densité d'énergie sonore
Pac W watt alimentation de puissance acoustique ou sonore
A  m² mètre carré zone

La loi qui lie la pression acoustique la distance à partir d'une source ponctuelle de bruit est relation inverse:

Des exemples de pression acoustique et SPL

Source sonore pression acoustique Liv. pression acoustique[4]
  pascal dB SPL (réf. 20 mPa)
Limite théorique pour un son sans distorsion
1 atmosphère de pression écologique
101 325 Pa 194 dB
blessure instantanés aux tissus musculaires 50 000 Pa environ 185 dB
explosion Krakatoa 160 km 20 000 Pa [1] 180 dB
Plan d'un M1 Garand 1 m 5000 Pa 168 dB
Moteur d'un jet à 30 m 630 Pa 150 dB
coup fusil 1 m 200 Pa 140 dB
Seuil de la douleur 100 Pa 130 dB
Dommages auditifs pour une exposition à court terme 20 Pa environ 120 dB
Moteur d'un jet à 100 m 6-200 Pa 110-140 dB
Marteau pneumatique à 1 m; disco 2 Pa environ 100 dB
Les dommages à l'audition de l'exposition à long terme 0,6 Pa environ 85 dB
trafic lourd à 10 m 0,2 à 0,6 Pa 80-90 dB
Train de passagers se déplaçant à 10 m 0,02-0,2 Pa 60-80 dB
bureau bruyant; TV 3 m (volume modéré) 0,02 Pa environ 60 dB
conversation normale à 1 m Pa de 0,002 à 0,02 40-60 dB
chambre calme Pa 0,0002 à 0,0006 20-30 dB
Froissement des feuilles, la respiration humaine détendue à 3 m 0,00006 Pa 10 dB
Seuil d'audibilité à 1 kHz (homme avec une audition en bonne santé) 0,00002 Pa (Ref.) 0 dB

Le SPL dans l'équipement audio

La plupart des producteurs utilisent le niveau de pression acoustique comme un indice de l'efficacité énergétique de leur haut-parleurs. La méthode la plus courante consiste à mesurer le SPL avec le détecteur placé au centre et à une distance de l'appareil source. Il est ensuite fait de reproduire un type particulier de son (généralement bruit blanc ou bruit rose) Avec une intensité fixe et connu, de sorte que la source absorbe une puissance égale à un watt. Une mesure de ce genre est par exemple exprimé en « SPL: 93 dB 1W / 1m. » Cette mesure peut également être un ratio d'efficacité stricte entre la puissance de sortie du son et de l'entrée de puissance électrique, mais cette méthode est moins fréquente.

Ce critère pour la qualité des haut-parleurs est souvent trompeur, parce que presque tous les transducteurs à différentes fréquences produisent différents niveaux de pression acoustique, parfois avec des variations d'une dizaine de décibels dans la bande de fonctionnement (en haut-parleurs de faible qualité). En règle générale, le fabricant indique une valeur moyenne dans une certaine bande.

gamme d'audibilité

La pression de seuil, à savoir la pression acoustique minimale audibilité nécessaire, dépend de la fréquence: elle est très proche de 0 dB pour des fréquences comprises entre 800 et 5000 Hz, mais augmente considérablement en dehors de cette plage.
Si l'on considère le changement du niveau d'intensité , il est à noter qu 'au moins 3 dB sont nécessaires pour prévenir la variation (avec 10 dB il y a une sensation de doubler ou réduire de moitié).

Atténuation de pression acoustique

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Atténuation (acoustique).

Dans la propagation des ondes sonores, il présente une atténuation du niveau de pression acoustique, même dans le champ libre, en raison de leur divergence. De toute évidence, la présence d'obstacles de divers types de causes, en outre, différents types de atténuations excès:

  • l'absorption atmosphérique: l'énergie acoustique en énergie thermique en raison de la vibration des molécules d'oxygène; Il est directement proportionnel à la fréquence du son, la distance source - récepteur et inversement proportionnel à l'humidité relative;
  • absorption de la végétation: la proximité de la source et le récepteur au sol provoque une atténuation des ondes sonores, en particulier si elle est présente végétation; l'effet est plus grande pour les hautes fréquences et pour des distances supérieures à quelques dizaines de mètres.

Considérons alors que le gradient de température sur la base de l'altitude et les différentes vitesses de vent changer la direction de propagation de l'onde acoustique sur une surface plate; en fonction de la plus ou moins grande valeur de c (vitesse du son) avec la part vous devez écarts vers le haut (et donc les zones d'ombre acoustique) ou vers le bas (et donc le renforcement de la pression acoustique). En ce qui concerne le vent, normalement sa vitesse est supérieure à haute altitude, et par conséquent le récepteur qui est dans la même direction recevra les plus hauts niveaux sonores; en ce qui concerne l'effet de la température, se rappeler que c = 331,4 + 0,6 t (° C) [m / s], avec un ralentissement en conséquence de son à haute altitude et génération d'ombres acoustiques sur le sol (exception: conditions de inversion thermique).

récifs artificiels, tels que des parois non poreuses, atténuent le niveau sonore que les vagues ne peuvent atteindre le récepteur diffraction. L'atténuation créée par eux est une fonction de numéro Fresnel, qui à son tour dépend de la longueur d'onde de l'onde sonore, la distance à vol d'oiseau source - récepteur et par le chemin le plus court au-dessus de la barrière. Vous pouvez augmenter l'atténuation de l'apposition d'un matériau absorbant le son, en particulier dans la partie supérieure de la barrière. Les sons de haute fréquence semblent être le plus atténué.

Niveau sonore équivalent

Le niveau de bruit équivalent (eq) d'un son ou un bruit variable dans le temps est le niveau exprimé en dB (mais plus généralement en dBA), un bruit constant hypothétique qui, si elle substitue le bruit réel pour le même intervalle de temps, entraînerait la même quantité totale d'énergie sonore.

Le but de l'introduction du niveau équivalent est de pouvoir caractériser avec une seule variable d'une mesure de bruit donné, pendant un intervalle de temps prédéterminé. L'adjectif équivalent insiste sur le fait que l'énergie portée par le bruit constante hypothétique et le bruit de la réelle transportée sont égaux.

Le niveau de bruit équivalent peut être mesuré directement avec la Sonomètres qui effectuent automatiquement le calcul de l'expression suivante

Il est l'intervalle de temps dans lequel la mesure a été réalisée et Il est la pression acoustique efficace dans le temps du son ou du bruit en question.

Un seul niveau de l'événement (SEL)

Par définition, est donné le SEL (Single Niveau de l'événement) par

quand

= Temps de référence égal à 1 seconde
= La période d'observation exprimée en secondes
= Pression acoustique instantanée
= Valeur de référence de pression acoustique égale à 20 mPa

Sa signification est similaire à celle de mais normalisée par rapport à 1 seconde: le SEL est le niveau constant que si elle a été maintenue pendant une période de 1 seconde aurait le même événement de bruit d'énergie acoustique ou sonore mesurée.

Le rapport qui met en corrélation la SEL sur la il est

Il est l'intervalle de temps auquel il se réfère et Elle est égale à 1 seconde.

Le SEL a été adoptée pour résoudre le problème de la mesure et la comparaison des événements sonores qui diffèrent à la fois pour le niveau de pression acoustique à la fois pour la période, est en fait implicite qu'une comparaison sur la base de Il exige en même temps de mesure pour les deux événements. Dans le domaine aéronautique, par exemple, il fait un usage intensif du SEL pour la comparaison du bruit causé par les avions des avions qui survolent avec des caractéristiques différentes.

distribution statistique cumulative des niveaux de bruit

Dans l'analyse d'un bruit, en particulier si le type aléatoire, il peut être utile pour détecter les valeurs de LN, à savoir les niveaux de bruit qui ont été dépassé pour un certain pourcentage de temps dans la plage de mesure. lN le plus souvent utilisés sont les L1, L5, L10 (Bruit de pointe ou les niveaux de bruit sont dépassées pour le 1%, 5% ou 10% du temps de détection), la L50 (Niveau de bruit moyen), L90, L95, L99 (Bruit de fond).

A partir de mesures LN, le bruit de la circulation des véhicules peut être évaluée en utilisant l'indice de bruit de la circulation (TNI), selon:

notes

  1. ^ Acoustique sous-marine - Fédération des scientifiques américains
  2. ^ Glossaire des termes de bruit - Niveau de pression sonore définition
  3. ^ Glossaire des termes - Cirrus Research plc.
  4. ^ Tableau de niveau de décibel.

bibliographie

  • Beranek, Leo L, "Acoustique" (1993) Acoustical Society of America. ISBN 0-88318-494-X

Articles connexes

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