SlideShare a Scribd company logo
1 of 76
Download to read offline
Karakteristike buke – 1
Osnovne karakteristike buke su:
nivo buke,
frekvencijski sadržaj – promene u funkciji frekvencije,
vremenska zavisnost – promene u funkciji vremena.
Do informacija o karakteristikama buke dolazi se merenjem
karakterističnih veličina buke u amplitudnom i frekvencijskom
domenu.
Potpune i tačne informacije o karakteristi-
kama buke neophodne su za:
sprovođenje osnovnih procedura
upravljanja bukom,
ocenu stanja nivoa buke,
procenu štetnog dejstva buke na čoveka.
Karakteristike buke - 2
Tip buke određuje:
Od karakteristika buke zavisi izbor:
odgovarajuće merne procedure,
mernog parametra,
merne opreme.
frekvencijski spektar buke,
vremenska zavisnost buke,
Vremenska zavisnost buke - 1
Ujednačena buka - buka relativno
konstantnog nivoa sa promenama do 5dB.
t
Lp
Nepromenljiva buka
t
Lp Promenljiva buka
Kontinualno promenljiva buka - buka promenljivog nivoa
sa promenama preko 5dB.
Za određivanje nivoa buke
dovoljno je merenje A-nivoa
buke koje traje nekoliko
minuta.
Za određivanje nivoa
buke potrebno je
merenje ekvivalentnog
nivoa buke u dužem
vremenskom intervalu.
Vremenska zavisnost buke - 2
Isprekidana buka – buka izvora koji radi u ciklusima, gde
nivo buke veoma brzo raste i opada.
Impulsna buka - buka kod koje se pojavljuje jedan ili više
brzo rastućih vrhova trajanja manje od 1s.
Za određivanje nivoa buke
potrebno je merenje SEL-a za
svaki ciklus rada izvora.
Impulsivnost buke se određu-
je na osnovu razlike merenja
nivoa buke sa različitim vre-
menskim karakteristikama
instrumenta.
t
L p Isprekidana buka
t
L p
Impulsna buka
Frekvencijska zavisnost buke - 1
Širokopojasna buka - buka sa približno ravnomernom
raspodelom zvučne energije u širem frekvencijskom opsegu
(više susednih oktava);
Uskopojasna buka - buka čija je zvučna energija sadržana u
užem frekvencijskom opsegu (jedna oktava ili manji broj terci);
Za određivanje nivoa buke
dovoljno je izvršiti frekvencijsku
analizu primenom oktavnih filtra.
Za određivanje nivoa buke
potrebno je izvršiti frekvencijsku
analizu primenom tercnih filtra
Širokopojasna buka
Lp
f
Uskopojasna buka
Lp
Frekvencijska zavisnost buke - 2
Tonalna buka - buka koja sadrži veći deo zvučne energije
na diskretnim frekvencijama.
Za određivanje nivoa buke potrebno je izvršiti frekvenci-
jsku analizu primenom filtra sa užim propusnim opsegom
od jedne terce.
U standardima se često koristi sledeća definicija tonalne
buke za frekvencije iznad 500 Hz - buka kod koje je nivo
buke u nekoj terci za više od 5dB veći u odnosu na nivo
buke u susednim tercama
Tonalna buka
Lp 5dB
Merni lanac
Merni instrumenti se mogu podeliti u tri velike grupe:
analogni,
digitalni,
zasnovani na softverskom rešenju.
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Opšta struktura mernih instrumenata:
Osnovne karike mernog lanca - 1
Osnovne karike mernog lanca su:
Pretvarač - pretvara zvučne oscilacije izazvane dejstvom
zvučnih talasa u električni signal.
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretpojačavač - pojačava električni signal relativno male
amplitude koji se dobije na izlazu pretvarača.
Težinske krive - ponderišu signal u frekvencijskom
domenu čime se dobija trenutni nivo signala sa A, B, C, D
ili linearnom ponderacijom.
Osnovne karike mernog lanca - 2
Osnovne karike mernog lanca su:
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Detektor - određivanje energetski srednje vrednosti
signala.
Rezultat merenja i analize buke može biti prikazan na
samom displeju instrumenta ili nekom drugom izlaznom
uređaju kao što je ploter ili štampač.
Filtri - analizu signala u frekvencijskom domenu; rezultat
frekvencijske analize - frekvencijski spektar analiziranog
signala.
Kondenzatorski mikrofon
Najznačajniju kariku u mernom lancu čini pretvarač i od
njegovog izbora u mnogome zavisi preciznost samog
merenja.
tanke metalne membrane,
zaštitna
rešetka
membrana
nepokretna
ploča
izlazni vod
zaštitna
rešetka
membrana
nepokretna
ploča
izlazni vod
Kondenzatorski mikrofon - standardni pretvarač za sva
merenja buke zbog svojih stabilnih i pouzdanih karakteristika
u širokom frekvencijskom području
Mikrofon se sastoji od:
zaštitne rešetke,
nepokretna konusna ploče.
Princip rada - Zvučni talasi pomeraju membranu čime se
menja rastojanje između nje i nepokretne ploče, menja se
kapacitivnost kondenzatora koga čine membrana i ploča.
Tipovi kondenzat. mikrofona - 1
Postoje dva suštinski različita tipa kondenzatorskih mikrofona
u odnosu na tip polarizacije
Polarizovani kondenzatorski mikrofon – naelektrisanje
nepokretne ploče se obezbeđuje dodatnim jednosmernim
naponom za polarizaciju (obično 200V).
Pretpolarizovani kondenzatorski mikrofon – konstano
naelektrisanje se u fazi izgradnje mikrofona smešta na
nepokretnu ploču tako da nije potreban dodatni napon za
polarizaciju.
Polarizovani mikrofon
Pretpolarizovani mikrofon
Tipovi kondenzat. mikrofona - 2
Pretpolarizovani mikrofoni su obeleženi sa dve crte na samom
dnu duž oboda celog mikrofona.
Veoma je važno da napon polarizacije na
mernom instrumentu bude pravilno izabran
Pogrešnim izborom napona polarizacije mikrofon se ne može
oštetiti ali merenje neće biti validno.
za polarizovane mikrofone 200V,
za pretpolarizovane 0V.
Nedostatak: skupa proizvodnja
i veća cena u odnosu na
klasične mikrofone.
Prednost pretpolarizovanih mikrofona: ne zahteva dodatni
napon polarizacije - manja potrošnja baterija.
cena udobnost
polarizovani pretpolarizovani
PULSE
12CH
2250
Tipovi kondenzat. mikrofona - 3
Izbor veličine mikrofona
Različite veličine: 1", ½", ¼" i 1/8" za različite namene.
Karakteristike mikrofona:
osetljivost,
frekvencijski opseg primene,
dinamički opseg primene,
karakteristika usmerenosti
Izbor veličine mikrofona
Osetljivost mikrofona zavisi od veličine.
osetljivost otvorenog kola 50mV/Pa
4189
]
[
]
[
]
/
[
Pa
p
V
E
Pa
V
s 
Pa
mV
Pa
mV
s
dB
S
/
]
/
[
log
]
[
1
20

]
[
.
/
/
.
log dB
Pa
mV
Pa
mV
S 1
27
1
3
43
20 

]
/
[
. Pa
mV
s 3
43

Ista pobuda (zvučni pritisak) - različit izlaz (napon).
Izbor veličine mikrofona
Dinamički opseg mikrofona između:
praga izobličenja (nivo kada dolazi do izobličenja
signala)
praga šuma (nivo kada električni šum pretpojačavača i
termalni šum mikrofona utiče na merenje)
Izbor veličine mikrofona
½" mikrofon je najčešće korišćen mikrofon za merenje buke.
Radni opseg je definisan:
dinamičkim opsegom - može se koristiti za merenje
najtišeg zvuka do 15dB i nivoa koji su znatno iznad praga
bola – do 146dB.
frekvencijskim opsegom koji je širi od audio opsega -
2.6Hz20kHz
Izbor veličine mikrofona
Mikrofoni ne reaguju podjednako kada zvuk dolazi iz
različitih pravaca.
Izbor veličine mikrofona
Na niskim frekvencijama Brüel&Kjær su potpuno neusmereni.
Na visokim frekvencijama osetljivost mikrofona se smanjuje za
zvuk koji dolazi iza mikrofona.
Merači utiču na karakteristiku direktivnosti mikrofona,
naročito na visokim frekvencijama.
Najmanji merni
mikrofoni (1/4" i 1/8")
imaju najbolju
neusmerenu
karakteristiku u audio
opsegu.
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Mikrofoni se mogu podeliti na:
"random incidence" mikrofone
"free field" mikrofone
"pressure" mikrofone
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Free field mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku
osetljivosti za slobodno zvučno polje kada je mikrofon u
polju.
Mikrofon se usmerava ka pravcu dolaženja zvuka.
Kompenzira remećenje zvučnog polja i povećanje zvučnog
pritiska na mestu mikrofona zbog efekta interferencije i
difrakcije.
Rezultat merenja odgovara zvučnom pritisku koji bi postoji u
zvučnom polju bez mikrofona.
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Merenje buke na otvorenom prostoru (može se koristiti i u
zatvorenom prostoru ako su refleksije male).
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Pressure mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku
osetljivosti za slobodno zvučno polje sa mikrofonom u
zvučnom polju.
Ne kompenziraju remećenje zvučnog polja.
U slobodnom zvučnom polju mikrofon se usmerava pod
uglom od 90 u odnosu na pravac zvučnih talasa.
Pokazuju stvarni zvučni pritisak u zvučnom polju kada se u
njemu nalazi mikrofon.
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Merenje u zatvorenim malim prostorima (veštačko uvo).
Merenje na površinama gde se mikrofon montira tako da je
membrana u ravni sa izabranom površinom
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Podjednako reaguju na zvučne talase koji dolaze iz različitih
pravaca.
U slobodnom zvučnom polju orijetiše se pod uglom 7080
u odnosu na pravac prostiranja zvuka.
Random incidence mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku
karakteristiku osetljivosti za difuzno zvučno polje sa
mikrofonom u zvučnom polju.
Mikrofoni i tip zvučnog polja
Merenje u zatvorenom prostoru.
Merenje na otvorenom prostoru kada zvučno polje generiše
više zvučnih izvora,
Mikrofoni i okruženje
Mikrofoni se koriste u različitim okruženjim, gde vlažnost,
temeperatura i strujanje vazduha mogu uticati na preciznost
merenja.
Mikrofoni i okruženje
Strujanje vazduha može prouzrokovati turbulenciju vazduha
oko mikrofona koja izaziva dodatno pokretanje membrane.
Štitnici od poliuretanskih masa se koriste za sprečavanje
uticaja strujanja vazduha.
Dodatno štite mikrofon od prljavštine i slabih padavina.
Mikrofoni i okruženje
Pomeranje mikrofona iz hladnog u toplo okruženje dovodi do
kondenzacije i električnog pražnjenja i oštećenja mikrofona.
U veoma vlažnom okruženju koriste se specijalni umetci za
smanjenje vlage apsoprcijom.
Obavezno korišćenje
štitinika.
Nakon promene okruženja sačekati aklimatizaciju mikrofona.
Mikrofoni i okruženje
Za merenja na otvorenom prostoru koriste se štitinici od kiše,
uređaji sa smanjenje vlage i sprečavanje sletanja ptica.
Mikrofoni se montiraju vertikalno.
Detektor signala
Signal na izlazu filtra ili sekcije težinskih krivih je vremenski
promenljiv signal. i kao takav vodi se na ulaz detektora
signala.
Dovodi se do detektora signala - poslednja kariku pre
izlaznog sistema za prikaz rezultata.
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
Sistem za analizu signala
Detektor
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
Sistem za analizu signala
Detektor
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
Sistem za analizu signala
Detektor
RMS
p
sr
p
peak
)
(t
p
t
RMS
p
sr
p
peak
)
(t
p
t
Signal na ulazu detektora
Signal na ulazu detektora (trenutna vrednost zvučnog
pritiska) - promenljiv talasni oblik.
Brze promene ne može da prati kazaljka (digitalni ekran)
instrumenta a ni merioc.
Amplituda signala se veoma brzo menja.
Srednja vrednost signala u dužem vremenskom intervalu je
jednaka nuli.
Zadatak detektora
Konvertovanje vremenski promenljivog signal u signal čije će
vremenske promene biti sporije i koje se mogu pratiti na
ekranu instrumenta.
Rezultat primene detektora
RMS vrednost analiziranog sinala,
srednju vrednost RMS signala u mernom intervalu,
logaritamska vrednost RMS (očitavanje u decibelima).
RMS signal na izlazu detektora je takođe vremenski
promenljiva veličina.
Efektivna vrednost - RMS
Efektivna vrednost zvučnog pritiska je srazmerna
kvadratu zvučnog pritiska (energiji zvučnog signala).
dt
t
p
T
p
T
rms 

0
2
1
)
(
prms – efektivna vrednost zvučnog pritiska,
p(t) – trenutna vrednost zvučnog pritiska
T – vremenski interval usrednjavanja signala
RMS vrednost je različita od nule.
RMS prostoperiodičnog signala je 2
A
prms 
RMS detektor
U detektoru signala vrši se:
kvadriranje trenutne vrednosti signala - trenutna
snaga signala,
integracija u definisanom vremenu usrednjavanja -
srednja vrednost,
kvadratni koren srednje vrednosti,
izlazna vrednost se može konvertovati u dB
vrednost.
dt
t
p
T
p
T
rms 

0
2
1
)
(
RMS
p
sr
p
peak
)
(t
p
t
RMS
p
sr
p
peak
)
(t
p
t
Ostale veličine
srednja vrednost,
vršna (peak), odnosno maksimalna trenutna vrednost.
dt
t
p
T
p
T


0
1
)
(
RMS
2
PEAK 

Prostoperiodični signal:
Vremenske ponderacione krive
Efektivna vrednost zvučnog pritiska je takođe vremenski
promenljiva veličina – crvena linija na dijagramu.
Promene su manje.
Brzina promene zavisi od izabrane vremenske ponderacione
(težinske) krive.
Vremenske ponderacione krive (+)
Vreme odziva treba da bude:
dovoljno kratko, kako bi dobili uvid u vremenske
promene zvučnog polja.
dovoljno dugo, kako bi izmerena vrednost bila što
približnija teorijskoj vrednosti energije signala,
Težinska kriva određuje vreme odziva (reakcije) detektora na
signal koji se dovodi na ulaz detektora.
Vremenske ponderacione krive (+)
slow karakteristika, =1s
Vremenske konstante reakcije
fast karakteristika, =125ms
impulse karakteristika, =35ms
Vremenske ponderacione krive (+)
Ako zvučni signal traje dovoljno dugo sve tri krive daju istu
vrednost nakon nekog vremena.
Najbrže reaguje detektor sa impulsnom krivom.
Sadržaj detektora sa
fast krivom se najbrže
prazni - najbolje prati
brze promene priti-
ska.
Najsporije se prazni sadržaj detektora - ne može
odmah da reaguje na sledeći zvučni događaj.
Vremenske ponderacione krive (+)
Ako zvučni signal traje veoma kratko impulsna kriva daje
najpribližniji opis, odnosno najbolje prati promene zvučnog
pritiska.
Vremenske ponderacione krive (+)
Merenje slow karakteristikom:
maskira kratkotrajne impulsne pojave u signalu
olakšava očitavanje RMS vrednosti,
promene na displeju su sporije i mogu da se prate.
Primenjuje kada su promene nivoa buke brze i veće od 4dB,
što onemogućava praćenje i procenu RMS vrednosti.
Nedostatak: ne prati dobro trenutne promene zvučnog
pritiska.
Vremenske ponderacione krive (+)
Merenje fast karakteristikom:
omogućava praćenje relativno brzih promena signala,
otežava određivanje RMS vrednosti za ceo signal,
otežava praćenje promena na displeju instrumenta .
Vremenske ponderacione krive (+)
Uglavnom se primenjuje fast karakteristika, ali ako se signal
suviše brzo menja i onemogućava jasno očitavanje i praćenje
promena, tada se može koristiti i slow karakteristika
Prikazivanje rezultata
Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).
Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).
LXY(SPL) - Maksimalni nivo efektivne vrednosti (RMS) u
prethodnoj sekundi.
LAF(SPL)
LCF(SPL)-LAF(SPL) - mera nsikofrekvencijskog sadržaja buke.
Prikazivanje rezultata (+)
Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).
Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).
LXYmax (MAXL) - Maksimalna vrednost LXY(RMS) u
mernom intervalu.
LAF(SPL)
LXYmin (MINL) - Minimalna vrednost LXY(RMS) u mernom
intervalu.
LAFmax=82.4dB(A)
LAFmin=76.0dB(A)
LAFmax-LAImax>2dB(A)
buka impulsna
Prikazivanje rezultata (+)
Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).
Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).
LXY (INST, LXY(INST)) - Trenutna RMS vrednost poslednjeg
uzorka u prethodnoj sekundi.
LAF 78.3 74.8 76.0 73.1 80.1 77.5 79.0
2260
Prikazivanje rezultata (+)
Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).
Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).
LX,pk (Peak), PEAK - Vršna (PEAK) vrednost u prethodnoj
sekundi.
LApk(Peak) 85.1 82.4 80.1 81.3 84.9 83.2 84.5
2260
Prikazivanje rezultata (+)
Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).
Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).
LXpeak (MaxP, LX,pk(MaxP)) - Vršna (PEAK) vrednost u
celom mernom intervalu.
85.1 82.4 80.1 81.3 84.9 83.2 84.5
2260
LApk(Peak)
LA,pk(MaxP)=85.1dB(A)
LC,peak
2250
Prikazivanje rezultata (+)
LAeq - ekvivalentni nivo buke (crvena linija)
Pri merenju ekvivalentnog nivoa buke u početku su promene
znatno veće, dok se kasnije nivo stabilizuje.
LAIeq - ekvivalentni nivo buke određen impulsnom
karakteristikom.
LAIeq - LAeq - ocena impulsnog sadržaja buke.
LAIeq - LAeq >10dB(A)
Prikazivanje rezultata (+)
Kumulativna raspodela
Raspodela nivoa
Prikazivanje rezultata (+)
Spektar buke
LZ [dB]
Displej
Indikacija izmerenih vrednosti može biti analogna ili digitalna
na samom displeju instrumenta.
Zapisivanje rezultata može biti i na dodatnim uređajima
(pisačima, ploterima, štampačima, magnetofonima), na
disketnoj jedinici ili memoriji samog instrumenta ili direktno u
memoriju računara povezanog u merni sistem.
Ciljevi frekvencijske analize - 1
Merenjem ukupnog nivoa buke dobija se informacija o ukupno
generisanoj energiji izvora buke.
Taj podatak nije dovoljno indikativan za:
definisanje načina generisanja buke i
određivanje sklopova složene strukture izvora koja
generiše najveći deo energije.
Neophodno je imati
detaljnije informacije
o izmerenoj buci u
smislu određivanja
njenog frekvencijskog
sadržaja.
Ciljevi frekvencijske analize - 2
Frekvencijska analiza nivoa buke omogućava određivanje
nivoa komponenti složenog signala na različitim
frekvencijama.
Rezultat frekvencijske analize je frekvencijski spektar signala
koji daje prikaz nivoa komponenti (amplituda) u funkciji
frekvencije.
Ciljevi frekvencijske analize - 3
Poznavanje frekvencijskog spektra:
daje detaljnije informacije o samom izvoru buke.
omogućava povezivanje odgovarajućih komponenti spektra
sa pojedinim elementima izvora - identifikacija dominantnih
izvora buke,
preduzimanje odgovarajućih mera za snižavanje buke
u proceduri upravljanja bukom.
Izbor mera za
snižavanje buke
zavisi od frekve-
ncijskog karakte-
ra buke.
Pojasna analiza
Za frekvencijsku analizu nivoa buke uglavnom se koristi
pojasna frekvencijska analiza:
zasniva na propuštanju električnog signala kroz određeni
broj analognih ili digitalnih filtra,
filtar propušta samo deo frekvencijskog spektra buke koji
zavisi od propusnog opsega i centralne frekvencije filtra,
kao rezultat dobija se
ukupna energija buke
(energetska suma svih
komponenti) u propusnom
opsegu filtra.
slabljenje
slabljenje
Idealni filtar
Idealni filter propusnik opsega propušta bez slabljenja deo
frekvencijskog opsega signala unutar propusnog opsega filtra.
Van propusnog opsega komponente se potuno oslabljuju.
1
2 f
f
B 

Propusni opseg je određen kao razlika gornje granične
frekvencije, f2, i donje granične frekvencije propusnog opsega,
f1:
Realni filtar
Realni filtar u propusnom opsegu nema ravnu karakteristiku
već je ona talasasta.
Realni filtar propušta i frekvencije van propusnog opsega, ali
su amplitude tih komponenti dosta oslabljenje
Što je frekvencija dalja od propusnog opsega slabljenje je
veće.
slabljenje
slabljenje
slabljenje
slabljenje
Propusni opseg realnih
filtera može se definisati kao
razlika frekvencija na kojima
nivo signala opada za 3dB
(0.707 puta) u odnosu na
vrednost nivoa signala na
centralnoj frekvenciji filtra.
1
2 f
f
B 

Tipovi pojasnih filtara
U praksi se koriste dva tipa pojasnih filtara:
filtri sa konstantnom širinom propusnog opsega koja je
nezavisna od centralne frekvencije filtra,
filtri sa procentualno konstantnom širinom propusnog
opsega (CPB).
slabljenje
3dB
0dB
slabljenje
3dB
0dB
slabljenje
3dB
0dB
slabljenje
3dB
0dB
CPB filtri
Širina propusnog opsega definisana je određenim procentom
centralne frekvencije:
Propusni opseg filtra širine y% određen je kao:
100
%
% 0
f
y
y
B



Širina propusnog opsega se
povećava sa povećanjem
centralne frekvencije, f0.
Centralna frekvencija se određuje kao geometrijska sredina
donje i gornje granične frekvencije:
Za merenje buke uglavnom se koriste CPB filtri a rezultati
frekvencijske analize prikazuju se na logaritamskoj
frekvencijskoj skali.
Tipovi CPB filtara – 1
Za frekvencijsku analizu buke najčešće se koriste CPB filtria
čija je širina jednaka: širini oktave ili terce (1/3 oktave).
širini oktave, ili
terce (1/3 oktave).
Oktavni filtar je pojasni filtar sa najširim propusnim opsegom:
širine koja ima vrednost
70% centralne frekvencije.
gornja granična frekvencija
je dvostruko veća od donje
granične frekvencije filtra.
Tipovi CPB filtara – 2
Tercni filtar je pojasni filtar:
širina propusnog opsega tercnog filtra odgovara 1/3 širine
propusnog opsega oktavnog filtra, ili
23% centralne frekvencije
gornja granična frekvencija je 1.26 puta veća od donje.
Tipovi CPB filtara – 3
Tri susedna tercna filtra daju jedan oktavni filtar sa centralnom
frekvencijom koja je jednaka centralnoj frekvenciji središnje
terce.
Rezultat oktavne i tercne analize
Nivo buke dobijen frekvencijskom analizom primenom
oktavnih (tercnih) filtra naziva se oktavni (tercni) nivo.
Rezultat predstavnja energetsku sumu svih komponentu u
okviru posmatrane oktave (terce).
Standardizovane oktave i terce
Metode frekvencijske analize
Instrumenti namenjeni za pojasnu frekvencijsku analizu
signala nazivaju se frekvencijski analizatori.
Baziraju se na primeni sledećih metoda:
sekvencijalna ili serijska analiza sa filtrima koji imaju
fiksnu centralnu frekvenciju,
sekvencijalna ili serijska analiza i sa filtrima čija je
centralna frekvencija promenljiva.
paralelna analiza.
Serijska analiza, tip 1 - 1
Frekvencijska analiza vrši se sukcesivnim propuštanjem
signala kroz skup filtra različitih fiksnih centralnih frekvencija.
Centralne frekvencije fitara su projektovane tako da svi filtri
zajedno pokrivaju ceo frekvencijski opseg koji je od interesa.
Signal iz pretvarača paralelno se dovodi na
ulaz svih filtra
Detektor signala se
sukcesivno povezuje
na izlaze različitih
filtra uglavnom ručnim
menjanjem aktivnog
filtra.
Serijska analiza, tip 1 - 2
Rezultat analize je komponenta spektra na odgovarajućoj
centralnoj frekvenciji filtra.
Kako je u jednom trenutku samo jedan filtar aktivan,
analiza traje dugo.
Za preciznost analize neophodno je
da signal bude stacionaran u
vremenu, odnosno da promene
nivoa buke odgovaraju tipu
nepromenljive buke.
Na ovaj način nije moguće sprovesti
analizu u realnom vremenu
Serijska analiza, tip 2
Frekvencijska analiza signala vrši se pomoću jednog filtra čija
je centralna frekvencija promenljiva.
Promenom centralne frekvencije filtra prekriva se ceo
frekvencijski opseg od interesa.
Rezultat analize je kontinualni spektar.
I ova vrsta analize traje dugo i za
preciznost analize neophodno je da
signal bude stacionaran u vremenu.
f0
Ovaj način ne omogućama analizu u
realnom vremenu.
Paralelna analiza
Frekvencijska analiza vrši se korišćenjem grupe filtara
različitih centralnih frekvencija koji zajedno prekrivaju ceo
frekvencijski opseg.
Signal iz pretvarača istovremeno se propušta kroz sve filtre
Paralelna analiza je veoma brza.
Nije neophodno da signal bude
stacionaran u vremenu.
Rezulztat analize je frekvencijski
spektar dobijen analizom istog
segmenta signala na svim centralnim
frekvencijama filtra.
Analiza se vrši u realnom vremenu.
Kalibracija mernog lanca
Pre svakog merenja neophodno je izvršiti kalibraciju
mikrofona i instrumenta zajedno.
Kalibracijom se:
proverava funkcija mernog sistema od mikrofona do
sistema za indikaciju
obezbeđuje pouzdanost i preciznost merenja.
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor
Filtri
IZLAZ
Sistem za analizu signala
Detektor
Ukupni nivo
Frekvencijski
spektar
Kalibracija mikrofona
Mikrofon, kao najosetljivija karika mernog lanca, fabrički se
kalibriše čime mu se definiše osetljivost data u njegovoj
kalibarcionoj karti.
Osetljivost mikrofona, data u mV/Pa, potrebno je uneti kao
početni podatak pri kalibraciji mernog lanca.
Osetljivost mikrofona je potrebno proveravati u određenim
intervalima laboratorijskim metodama.
Terenska kalibracija
Za terenska merenja primenjuje se jednostavniji metod
kalibracije mernog lnaca pomoću kalibrisanih izvora zvuka.
Kalibrisani izvor zvuka na definisanoj frekvenciji generiše
zvučno polje definisanog nivoa.
Za kalibraciju mernog lanca za merenje nivoa buke uglavnom
se koriste dva tipa kalibrisanih izvora zvuka:
pistonfon,
kalibrator zvuka.
Pistonfon
Pistonfon proizvodi nivo od 124dB na frekvenciji
od 250Hz, sa tačnošću od 0.2dB.
Zvuk generiše uz pomoć dva mala klipa koja se
pokreću pomoću baterijski napajanog motora.
Kalibracija je zavisna od primenjene težinske krive.
Ako se pri kalibraciji koristi
A-težinska kriva instrument
treba da pokaže:
124dB-8.6dB=115.4dB
jer je 8.6dB slabljenje A-
težinske krive na 250Hz.
Kalibrator zvuka
Kalibrator zvuka proizvodi nivo od 94dB na
frekvenciji od 1000Hz, sa tačnošću od 0.25dB,
Zvuk generiše uz pomoć stabilnog oscilatora koji
pobuđuje piezoelektrični element koji vibrira, kao i
metalnu dijafragmu koja svojim oscilovanjem
kreira zvučno polje.
Kalibracija je nezavisna od
primenjene težinske krive.
Ni jedna težinska kriva ne unosi
nikakvo slabljenje na frekvenciji
generisanog kalibracionog
signala od 1000Hz.

More Related Content

What's hot

Kotiranje
 Kotiranje Kotiranje
Kotiranje
bbilja
 
A forgómozgás és körmozgás jellemzői
A forgómozgás és körmozgás jellemzőiA forgómozgás és körmozgás jellemzői
A forgómozgás és körmozgás jellemzői
acsjszki
 
BHP przy obsłudze monitorów ekranowych
BHP przy obsłudze monitorów ekranowychBHP przy obsłudze monitorów ekranowych
BHP przy obsłudze monitorów ekranowych
Fundacja "Merkury"
 
Obrada metala-rezanjem
Obrada metala-rezanjemObrada metala-rezanjem
Obrada metala-rezanjem
cveta52
 
Osovine i vratila
Osovine i vratilaOsovine i vratila
Osovine i vratila
brljo_17
 

What's hot (20)

Ravnoteža je važna
Ravnoteža je važnaRavnoteža je važna
Ravnoteža je važna
 
Toplotni pojasevi
Toplotni pojaseviToplotni pojasevi
Toplotni pojasevi
 
Struganje
StruganjeStruganje
Struganje
 
Kлима Србије
Kлима СрбијеKлима Србије
Kлима Србије
 
Kotiranje
 Kotiranje Kotiranje
Kotiranje
 
Francuska.pptx
Francuska.pptxFrancuska.pptx
Francuska.pptx
 
Obrada valjanjem - osnove
Obrada valjanjem - osnoveObrada valjanjem - osnove
Obrada valjanjem - osnove
 
Rezanje testerama
Rezanje testeramaRezanje testerama
Rezanje testerama
 
Uslovi za život
Uslovi za životUslovi za život
Uslovi za život
 
A forgómozgás és körmozgás jellemzői
A forgómozgás és körmozgás jellemzőiA forgómozgás és körmozgás jellemzői
A forgómozgás és körmozgás jellemzői
 
BHP przy obsłudze monitorów ekranowych
BHP przy obsłudze monitorów ekranowychBHP przy obsłudze monitorów ekranowych
BHP przy obsłudze monitorów ekranowych
 
Zakoni odrzanja
Zakoni odrzanjaZakoni odrzanja
Zakoni odrzanja
 
Чулни органи коже
Чулни органи кожеЧулни органи коже
Чулни органи коже
 
Elektrotehnički materijali-VIII Razred
Elektrotehnički materijali-VIII RazredElektrotehnički materijali-VIII Razred
Elektrotehnički materijali-VIII Razred
 
Elektricno delovanje obnavljanje 6
Elektricno delovanje  obnavljanje 6Elektricno delovanje  obnavljanje 6
Elektricno delovanje obnavljanje 6
 
Obrada metala-rezanjem
Obrada metala-rezanjemObrada metala-rezanjem
Obrada metala-rezanjem
 
Šumarski mini priručnik
Šumarski mini priručnikŠumarski mini priručnik
Šumarski mini priručnik
 
Privreda Srbije
Privreda SrbijePrivreda Srbije
Privreda Srbije
 
Osovine i vratila
Osovine i vratilaOsovine i vratila
Osovine i vratila
 
Srđan Mladenović - Pravni i poreski aspekti pokretanja biznisa
Srđan Mladenović - Pravni i poreski aspekti pokretanja biznisaSrđan Mladenović - Pravni i poreski aspekti pokretanja biznisa
Srđan Mladenović - Pravni i poreski aspekti pokretanja biznisa
 

6. merenje buke

  • 1. Karakteristike buke – 1 Osnovne karakteristike buke su: nivo buke, frekvencijski sadržaj – promene u funkciji frekvencije, vremenska zavisnost – promene u funkciji vremena. Do informacija o karakteristikama buke dolazi se merenjem karakterističnih veličina buke u amplitudnom i frekvencijskom domenu. Potpune i tačne informacije o karakteristi- kama buke neophodne su za: sprovođenje osnovnih procedura upravljanja bukom, ocenu stanja nivoa buke, procenu štetnog dejstva buke na čoveka.
  • 2. Karakteristike buke - 2 Tip buke određuje: Od karakteristika buke zavisi izbor: odgovarajuće merne procedure, mernog parametra, merne opreme. frekvencijski spektar buke, vremenska zavisnost buke,
  • 3. Vremenska zavisnost buke - 1 Ujednačena buka - buka relativno konstantnog nivoa sa promenama do 5dB. t Lp Nepromenljiva buka t Lp Promenljiva buka Kontinualno promenljiva buka - buka promenljivog nivoa sa promenama preko 5dB. Za određivanje nivoa buke dovoljno je merenje A-nivoa buke koje traje nekoliko minuta. Za određivanje nivoa buke potrebno je merenje ekvivalentnog nivoa buke u dužem vremenskom intervalu.
  • 4. Vremenska zavisnost buke - 2 Isprekidana buka – buka izvora koji radi u ciklusima, gde nivo buke veoma brzo raste i opada. Impulsna buka - buka kod koje se pojavljuje jedan ili više brzo rastućih vrhova trajanja manje od 1s. Za određivanje nivoa buke potrebno je merenje SEL-a za svaki ciklus rada izvora. Impulsivnost buke se određu- je na osnovu razlike merenja nivoa buke sa različitim vre- menskim karakteristikama instrumenta. t L p Isprekidana buka t L p Impulsna buka
  • 5. Frekvencijska zavisnost buke - 1 Širokopojasna buka - buka sa približno ravnomernom raspodelom zvučne energije u širem frekvencijskom opsegu (više susednih oktava); Uskopojasna buka - buka čija je zvučna energija sadržana u užem frekvencijskom opsegu (jedna oktava ili manji broj terci); Za određivanje nivoa buke dovoljno je izvršiti frekvencijsku analizu primenom oktavnih filtra. Za određivanje nivoa buke potrebno je izvršiti frekvencijsku analizu primenom tercnih filtra Širokopojasna buka Lp f Uskopojasna buka Lp
  • 6. Frekvencijska zavisnost buke - 2 Tonalna buka - buka koja sadrži veći deo zvučne energije na diskretnim frekvencijama. Za određivanje nivoa buke potrebno je izvršiti frekvenci- jsku analizu primenom filtra sa užim propusnim opsegom od jedne terce. U standardima se često koristi sledeća definicija tonalne buke za frekvencije iznad 500 Hz - buka kod koje je nivo buke u nekoj terci za više od 5dB veći u odnosu na nivo buke u susednim tercama Tonalna buka Lp 5dB
  • 7. Merni lanac Merni instrumenti se mogu podeliti u tri velike grupe: analogni, digitalni, zasnovani na softverskom rešenju. Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Opšta struktura mernih instrumenata:
  • 8. Osnovne karike mernog lanca - 1 Osnovne karike mernog lanca su: Pretvarač - pretvara zvučne oscilacije izazvane dejstvom zvučnih talasa u električni signal. Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretpojačavač - pojačava električni signal relativno male amplitude koji se dobije na izlazu pretvarača. Težinske krive - ponderišu signal u frekvencijskom domenu čime se dobija trenutni nivo signala sa A, B, C, D ili linearnom ponderacijom.
  • 9. Osnovne karike mernog lanca - 2 Osnovne karike mernog lanca su: Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Detektor - određivanje energetski srednje vrednosti signala. Rezultat merenja i analize buke može biti prikazan na samom displeju instrumenta ili nekom drugom izlaznom uređaju kao što je ploter ili štampač. Filtri - analizu signala u frekvencijskom domenu; rezultat frekvencijske analize - frekvencijski spektar analiziranog signala.
  • 10. Kondenzatorski mikrofon Najznačajniju kariku u mernom lancu čini pretvarač i od njegovog izbora u mnogome zavisi preciznost samog merenja. tanke metalne membrane, zaštitna rešetka membrana nepokretna ploča izlazni vod zaštitna rešetka membrana nepokretna ploča izlazni vod Kondenzatorski mikrofon - standardni pretvarač za sva merenja buke zbog svojih stabilnih i pouzdanih karakteristika u širokom frekvencijskom području Mikrofon se sastoji od: zaštitne rešetke, nepokretna konusna ploče. Princip rada - Zvučni talasi pomeraju membranu čime se menja rastojanje između nje i nepokretne ploče, menja se kapacitivnost kondenzatora koga čine membrana i ploča.
  • 11. Tipovi kondenzat. mikrofona - 1 Postoje dva suštinski različita tipa kondenzatorskih mikrofona u odnosu na tip polarizacije Polarizovani kondenzatorski mikrofon – naelektrisanje nepokretne ploče se obezbeđuje dodatnim jednosmernim naponom za polarizaciju (obično 200V). Pretpolarizovani kondenzatorski mikrofon – konstano naelektrisanje se u fazi izgradnje mikrofona smešta na nepokretnu ploču tako da nije potreban dodatni napon za polarizaciju. Polarizovani mikrofon Pretpolarizovani mikrofon
  • 12. Tipovi kondenzat. mikrofona - 2 Pretpolarizovani mikrofoni su obeleženi sa dve crte na samom dnu duž oboda celog mikrofona. Veoma je važno da napon polarizacije na mernom instrumentu bude pravilno izabran Pogrešnim izborom napona polarizacije mikrofon se ne može oštetiti ali merenje neće biti validno. za polarizovane mikrofone 200V, za pretpolarizovane 0V.
  • 13. Nedostatak: skupa proizvodnja i veća cena u odnosu na klasične mikrofone. Prednost pretpolarizovanih mikrofona: ne zahteva dodatni napon polarizacije - manja potrošnja baterija. cena udobnost polarizovani pretpolarizovani PULSE 12CH 2250 Tipovi kondenzat. mikrofona - 3
  • 14. Izbor veličine mikrofona Različite veličine: 1", ½", ¼" i 1/8" za različite namene. Karakteristike mikrofona: osetljivost, frekvencijski opseg primene, dinamički opseg primene, karakteristika usmerenosti
  • 15. Izbor veličine mikrofona Osetljivost mikrofona zavisi od veličine. osetljivost otvorenog kola 50mV/Pa 4189 ] [ ] [ ] / [ Pa p V E Pa V s  Pa mV Pa mV s dB S / ] / [ log ] [ 1 20  ] [ . / / . log dB Pa mV Pa mV S 1 27 1 3 43 20   ] / [ . Pa mV s 3 43  Ista pobuda (zvučni pritisak) - različit izlaz (napon).
  • 16. Izbor veličine mikrofona Dinamički opseg mikrofona između: praga izobličenja (nivo kada dolazi do izobličenja signala) praga šuma (nivo kada električni šum pretpojačavača i termalni šum mikrofona utiče na merenje)
  • 17. Izbor veličine mikrofona ½" mikrofon je najčešće korišćen mikrofon za merenje buke. Radni opseg je definisan: dinamičkim opsegom - može se koristiti za merenje najtišeg zvuka do 15dB i nivoa koji su znatno iznad praga bola – do 146dB. frekvencijskim opsegom koji je širi od audio opsega - 2.6Hz20kHz
  • 18. Izbor veličine mikrofona Mikrofoni ne reaguju podjednako kada zvuk dolazi iz različitih pravaca.
  • 19. Izbor veličine mikrofona Na niskim frekvencijama Brüel&Kjær su potpuno neusmereni. Na visokim frekvencijama osetljivost mikrofona se smanjuje za zvuk koji dolazi iza mikrofona. Merači utiču na karakteristiku direktivnosti mikrofona, naročito na visokim frekvencijama. Najmanji merni mikrofoni (1/4" i 1/8") imaju najbolju neusmerenu karakteristiku u audio opsegu.
  • 20. Mikrofoni i tip zvučnog polja Mikrofoni se mogu podeliti na: "random incidence" mikrofone "free field" mikrofone "pressure" mikrofone
  • 21. Mikrofoni i tip zvučnog polja Free field mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku osetljivosti za slobodno zvučno polje kada je mikrofon u polju. Mikrofon se usmerava ka pravcu dolaženja zvuka. Kompenzira remećenje zvučnog polja i povećanje zvučnog pritiska na mestu mikrofona zbog efekta interferencije i difrakcije. Rezultat merenja odgovara zvučnom pritisku koji bi postoji u zvučnom polju bez mikrofona.
  • 22. Mikrofoni i tip zvučnog polja Merenje buke na otvorenom prostoru (može se koristiti i u zatvorenom prostoru ako su refleksije male).
  • 23. Mikrofoni i tip zvučnog polja Pressure mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku osetljivosti za slobodno zvučno polje sa mikrofonom u zvučnom polju. Ne kompenziraju remećenje zvučnog polja. U slobodnom zvučnom polju mikrofon se usmerava pod uglom od 90 u odnosu na pravac zvučnih talasa. Pokazuju stvarni zvučni pritisak u zvučnom polju kada se u njemu nalazi mikrofon.
  • 24. Mikrofoni i tip zvučnog polja Merenje u zatvorenim malim prostorima (veštačko uvo). Merenje na površinama gde se mikrofon montira tako da je membrana u ravni sa izabranom površinom
  • 25. Mikrofoni i tip zvučnog polja Podjednako reaguju na zvučne talase koji dolaze iz različitih pravaca. U slobodnom zvučnom polju orijetiše se pod uglom 7080 u odnosu na pravac prostiranja zvuka. Random incidence mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku osetljivosti za difuzno zvučno polje sa mikrofonom u zvučnom polju.
  • 26. Mikrofoni i tip zvučnog polja Merenje u zatvorenom prostoru. Merenje na otvorenom prostoru kada zvučno polje generiše više zvučnih izvora,
  • 27. Mikrofoni i okruženje Mikrofoni se koriste u različitim okruženjim, gde vlažnost, temeperatura i strujanje vazduha mogu uticati na preciznost merenja.
  • 28. Mikrofoni i okruženje Strujanje vazduha može prouzrokovati turbulenciju vazduha oko mikrofona koja izaziva dodatno pokretanje membrane. Štitnici od poliuretanskih masa se koriste za sprečavanje uticaja strujanja vazduha. Dodatno štite mikrofon od prljavštine i slabih padavina.
  • 29. Mikrofoni i okruženje Pomeranje mikrofona iz hladnog u toplo okruženje dovodi do kondenzacije i električnog pražnjenja i oštećenja mikrofona. U veoma vlažnom okruženju koriste se specijalni umetci za smanjenje vlage apsoprcijom. Obavezno korišćenje štitinika. Nakon promene okruženja sačekati aklimatizaciju mikrofona.
  • 30. Mikrofoni i okruženje Za merenja na otvorenom prostoru koriste se štitinici od kiše, uređaji sa smanjenje vlage i sprečavanje sletanja ptica. Mikrofoni se montiraju vertikalno.
  • 31. Detektor signala Signal na izlazu filtra ili sekcije težinskih krivih je vremenski promenljiv signal. i kao takav vodi se na ulaz detektora signala. Dovodi se do detektora signala - poslednja kariku pre izlaznog sistema za prikaz rezultata. Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri Sistem za analizu signala Detektor Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri Sistem za analizu signala Detektor Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri Sistem za analizu signala Detektor
  • 32. RMS p sr p peak ) (t p t RMS p sr p peak ) (t p t Signal na ulazu detektora Signal na ulazu detektora (trenutna vrednost zvučnog pritiska) - promenljiv talasni oblik. Brze promene ne može da prati kazaljka (digitalni ekran) instrumenta a ni merioc. Amplituda signala se veoma brzo menja. Srednja vrednost signala u dužem vremenskom intervalu je jednaka nuli.
  • 33. Zadatak detektora Konvertovanje vremenski promenljivog signal u signal čije će vremenske promene biti sporije i koje se mogu pratiti na ekranu instrumenta. Rezultat primene detektora RMS vrednost analiziranog sinala, srednju vrednost RMS signala u mernom intervalu, logaritamska vrednost RMS (očitavanje u decibelima). RMS signal na izlazu detektora je takođe vremenski promenljiva veličina.
  • 34. Efektivna vrednost - RMS Efektivna vrednost zvučnog pritiska je srazmerna kvadratu zvučnog pritiska (energiji zvučnog signala). dt t p T p T rms   0 2 1 ) ( prms – efektivna vrednost zvučnog pritiska, p(t) – trenutna vrednost zvučnog pritiska T – vremenski interval usrednjavanja signala RMS vrednost je različita od nule. RMS prostoperiodičnog signala je 2 A prms 
  • 35. RMS detektor U detektoru signala vrši se: kvadriranje trenutne vrednosti signala - trenutna snaga signala, integracija u definisanom vremenu usrednjavanja - srednja vrednost, kvadratni koren srednje vrednosti, izlazna vrednost se može konvertovati u dB vrednost. dt t p T p T rms   0 2 1 ) (
  • 36. RMS p sr p peak ) (t p t RMS p sr p peak ) (t p t Ostale veličine srednja vrednost, vršna (peak), odnosno maksimalna trenutna vrednost. dt t p T p T   0 1 ) ( RMS 2 PEAK   Prostoperiodični signal:
  • 37. Vremenske ponderacione krive Efektivna vrednost zvučnog pritiska je takođe vremenski promenljiva veličina – crvena linija na dijagramu. Promene su manje. Brzina promene zavisi od izabrane vremenske ponderacione (težinske) krive.
  • 38. Vremenske ponderacione krive (+) Vreme odziva treba da bude: dovoljno kratko, kako bi dobili uvid u vremenske promene zvučnog polja. dovoljno dugo, kako bi izmerena vrednost bila što približnija teorijskoj vrednosti energije signala, Težinska kriva određuje vreme odziva (reakcije) detektora na signal koji se dovodi na ulaz detektora.
  • 39. Vremenske ponderacione krive (+) slow karakteristika, =1s Vremenske konstante reakcije fast karakteristika, =125ms impulse karakteristika, =35ms
  • 40. Vremenske ponderacione krive (+) Ako zvučni signal traje dovoljno dugo sve tri krive daju istu vrednost nakon nekog vremena. Najbrže reaguje detektor sa impulsnom krivom. Sadržaj detektora sa fast krivom se najbrže prazni - najbolje prati brze promene priti- ska. Najsporije se prazni sadržaj detektora - ne može odmah da reaguje na sledeći zvučni događaj.
  • 41. Vremenske ponderacione krive (+) Ako zvučni signal traje veoma kratko impulsna kriva daje najpribližniji opis, odnosno najbolje prati promene zvučnog pritiska.
  • 42. Vremenske ponderacione krive (+) Merenje slow karakteristikom: maskira kratkotrajne impulsne pojave u signalu olakšava očitavanje RMS vrednosti, promene na displeju su sporije i mogu da se prate. Primenjuje kada su promene nivoa buke brze i veće od 4dB, što onemogućava praćenje i procenu RMS vrednosti. Nedostatak: ne prati dobro trenutne promene zvučnog pritiska.
  • 43. Vremenske ponderacione krive (+) Merenje fast karakteristikom: omogućava praćenje relativno brzih promena signala, otežava određivanje RMS vrednosti za ceo signal, otežava praćenje promena na displeju instrumenta .
  • 44. Vremenske ponderacione krive (+) Uglavnom se primenjuje fast karakteristika, ali ako se signal suviše brzo menja i onemogućava jasno očitavanje i praćenje promena, tada se može koristiti i slow karakteristika
  • 45. Prikazivanje rezultata Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z). Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I). LXY(SPL) - Maksimalni nivo efektivne vrednosti (RMS) u prethodnoj sekundi. LAF(SPL) LCF(SPL)-LAF(SPL) - mera nsikofrekvencijskog sadržaja buke.
  • 46. Prikazivanje rezultata (+) Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z). Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I). LXYmax (MAXL) - Maksimalna vrednost LXY(RMS) u mernom intervalu. LAF(SPL) LXYmin (MINL) - Minimalna vrednost LXY(RMS) u mernom intervalu. LAFmax=82.4dB(A) LAFmin=76.0dB(A) LAFmax-LAImax>2dB(A) buka impulsna
  • 47. Prikazivanje rezultata (+) Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z). Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I). LXY (INST, LXY(INST)) - Trenutna RMS vrednost poslednjeg uzorka u prethodnoj sekundi. LAF 78.3 74.8 76.0 73.1 80.1 77.5 79.0 2260
  • 48. Prikazivanje rezultata (+) Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z). Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I). LX,pk (Peak), PEAK - Vršna (PEAK) vrednost u prethodnoj sekundi. LApk(Peak) 85.1 82.4 80.1 81.3 84.9 83.2 84.5 2260
  • 49. Prikazivanje rezultata (+) Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z). Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I). LXpeak (MaxP, LX,pk(MaxP)) - Vršna (PEAK) vrednost u celom mernom intervalu. 85.1 82.4 80.1 81.3 84.9 83.2 84.5 2260 LApk(Peak) LA,pk(MaxP)=85.1dB(A) LC,peak 2250
  • 50. Prikazivanje rezultata (+) LAeq - ekvivalentni nivo buke (crvena linija) Pri merenju ekvivalentnog nivoa buke u početku su promene znatno veće, dok se kasnije nivo stabilizuje. LAIeq - ekvivalentni nivo buke određen impulsnom karakteristikom. LAIeq - LAeq - ocena impulsnog sadržaja buke. LAIeq - LAeq >10dB(A)
  • 51. Prikazivanje rezultata (+) Kumulativna raspodela Raspodela nivoa
  • 53. Displej Indikacija izmerenih vrednosti može biti analogna ili digitalna na samom displeju instrumenta. Zapisivanje rezultata može biti i na dodatnim uređajima (pisačima, ploterima, štampačima, magnetofonima), na disketnoj jedinici ili memoriji samog instrumenta ili direktno u memoriju računara povezanog u merni sistem.
  • 54. Ciljevi frekvencijske analize - 1 Merenjem ukupnog nivoa buke dobija se informacija o ukupno generisanoj energiji izvora buke. Taj podatak nije dovoljno indikativan za: definisanje načina generisanja buke i određivanje sklopova složene strukture izvora koja generiše najveći deo energije. Neophodno je imati detaljnije informacije o izmerenoj buci u smislu određivanja njenog frekvencijskog sadržaja.
  • 55. Ciljevi frekvencijske analize - 2 Frekvencijska analiza nivoa buke omogućava određivanje nivoa komponenti složenog signala na različitim frekvencijama. Rezultat frekvencijske analize je frekvencijski spektar signala koji daje prikaz nivoa komponenti (amplituda) u funkciji frekvencije.
  • 56. Ciljevi frekvencijske analize - 3 Poznavanje frekvencijskog spektra: daje detaljnije informacije o samom izvoru buke. omogućava povezivanje odgovarajućih komponenti spektra sa pojedinim elementima izvora - identifikacija dominantnih izvora buke, preduzimanje odgovarajućih mera za snižavanje buke u proceduri upravljanja bukom. Izbor mera za snižavanje buke zavisi od frekve- ncijskog karakte- ra buke.
  • 57. Pojasna analiza Za frekvencijsku analizu nivoa buke uglavnom se koristi pojasna frekvencijska analiza: zasniva na propuštanju električnog signala kroz određeni broj analognih ili digitalnih filtra, filtar propušta samo deo frekvencijskog spektra buke koji zavisi od propusnog opsega i centralne frekvencije filtra, kao rezultat dobija se ukupna energija buke (energetska suma svih komponenti) u propusnom opsegu filtra.
  • 58. slabljenje slabljenje Idealni filtar Idealni filter propusnik opsega propušta bez slabljenja deo frekvencijskog opsega signala unutar propusnog opsega filtra. Van propusnog opsega komponente se potuno oslabljuju. 1 2 f f B   Propusni opseg je određen kao razlika gornje granične frekvencije, f2, i donje granične frekvencije propusnog opsega, f1:
  • 59. Realni filtar Realni filtar u propusnom opsegu nema ravnu karakteristiku već je ona talasasta. Realni filtar propušta i frekvencije van propusnog opsega, ali su amplitude tih komponenti dosta oslabljenje Što je frekvencija dalja od propusnog opsega slabljenje je veće. slabljenje slabljenje slabljenje slabljenje Propusni opseg realnih filtera može se definisati kao razlika frekvencija na kojima nivo signala opada za 3dB (0.707 puta) u odnosu na vrednost nivoa signala na centralnoj frekvenciji filtra. 1 2 f f B  
  • 60. Tipovi pojasnih filtara U praksi se koriste dva tipa pojasnih filtara: filtri sa konstantnom širinom propusnog opsega koja je nezavisna od centralne frekvencije filtra, filtri sa procentualno konstantnom širinom propusnog opsega (CPB). slabljenje 3dB 0dB slabljenje 3dB 0dB slabljenje 3dB 0dB slabljenje 3dB 0dB
  • 61. CPB filtri Širina propusnog opsega definisana je određenim procentom centralne frekvencije: Propusni opseg filtra širine y% određen je kao: 100 % % 0 f y y B    Širina propusnog opsega se povećava sa povećanjem centralne frekvencije, f0. Centralna frekvencija se određuje kao geometrijska sredina donje i gornje granične frekvencije: Za merenje buke uglavnom se koriste CPB filtri a rezultati frekvencijske analize prikazuju se na logaritamskoj frekvencijskoj skali.
  • 62. Tipovi CPB filtara – 1 Za frekvencijsku analizu buke najčešće se koriste CPB filtria čija je širina jednaka: širini oktave ili terce (1/3 oktave). širini oktave, ili terce (1/3 oktave). Oktavni filtar je pojasni filtar sa najširim propusnim opsegom: širine koja ima vrednost 70% centralne frekvencije. gornja granična frekvencija je dvostruko veća od donje granične frekvencije filtra.
  • 63. Tipovi CPB filtara – 2 Tercni filtar je pojasni filtar: širina propusnog opsega tercnog filtra odgovara 1/3 širine propusnog opsega oktavnog filtra, ili 23% centralne frekvencije gornja granična frekvencija je 1.26 puta veća od donje.
  • 64. Tipovi CPB filtara – 3 Tri susedna tercna filtra daju jedan oktavni filtar sa centralnom frekvencijom koja je jednaka centralnoj frekvenciji središnje terce.
  • 65. Rezultat oktavne i tercne analize Nivo buke dobijen frekvencijskom analizom primenom oktavnih (tercnih) filtra naziva se oktavni (tercni) nivo. Rezultat predstavnja energetsku sumu svih komponentu u okviru posmatrane oktave (terce).
  • 67. Metode frekvencijske analize Instrumenti namenjeni za pojasnu frekvencijsku analizu signala nazivaju se frekvencijski analizatori. Baziraju se na primeni sledećih metoda: sekvencijalna ili serijska analiza sa filtrima koji imaju fiksnu centralnu frekvenciju, sekvencijalna ili serijska analiza i sa filtrima čija je centralna frekvencija promenljiva. paralelna analiza.
  • 68. Serijska analiza, tip 1 - 1 Frekvencijska analiza vrši se sukcesivnim propuštanjem signala kroz skup filtra različitih fiksnih centralnih frekvencija. Centralne frekvencije fitara su projektovane tako da svi filtri zajedno pokrivaju ceo frekvencijski opseg koji je od interesa. Signal iz pretvarača paralelno se dovodi na ulaz svih filtra Detektor signala se sukcesivno povezuje na izlaze različitih filtra uglavnom ručnim menjanjem aktivnog filtra.
  • 69. Serijska analiza, tip 1 - 2 Rezultat analize je komponenta spektra na odgovarajućoj centralnoj frekvenciji filtra. Kako je u jednom trenutku samo jedan filtar aktivan, analiza traje dugo. Za preciznost analize neophodno je da signal bude stacionaran u vremenu, odnosno da promene nivoa buke odgovaraju tipu nepromenljive buke. Na ovaj način nije moguće sprovesti analizu u realnom vremenu
  • 70. Serijska analiza, tip 2 Frekvencijska analiza signala vrši se pomoću jednog filtra čija je centralna frekvencija promenljiva. Promenom centralne frekvencije filtra prekriva se ceo frekvencijski opseg od interesa. Rezultat analize je kontinualni spektar. I ova vrsta analize traje dugo i za preciznost analize neophodno je da signal bude stacionaran u vremenu. f0 Ovaj način ne omogućama analizu u realnom vremenu.
  • 71. Paralelna analiza Frekvencijska analiza vrši se korišćenjem grupe filtara različitih centralnih frekvencija koji zajedno prekrivaju ceo frekvencijski opseg. Signal iz pretvarača istovremeno se propušta kroz sve filtre Paralelna analiza je veoma brza. Nije neophodno da signal bude stacionaran u vremenu. Rezulztat analize je frekvencijski spektar dobijen analizom istog segmenta signala na svim centralnim frekvencijama filtra. Analiza se vrši u realnom vremenu.
  • 72. Kalibracija mernog lanca Pre svakog merenja neophodno je izvršiti kalibraciju mikrofona i instrumenta zajedno. Kalibracijom se: proverava funkcija mernog sistema od mikrofona do sistema za indikaciju obezbeđuje pouzdanost i preciznost merenja. Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor Filtri IZLAZ Sistem za analizu signala Detektor Ukupni nivo Frekvencijski spektar
  • 73. Kalibracija mikrofona Mikrofon, kao najosetljivija karika mernog lanca, fabrički se kalibriše čime mu se definiše osetljivost data u njegovoj kalibarcionoj karti. Osetljivost mikrofona, data u mV/Pa, potrebno je uneti kao početni podatak pri kalibraciji mernog lanca. Osetljivost mikrofona je potrebno proveravati u određenim intervalima laboratorijskim metodama.
  • 74. Terenska kalibracija Za terenska merenja primenjuje se jednostavniji metod kalibracije mernog lnaca pomoću kalibrisanih izvora zvuka. Kalibrisani izvor zvuka na definisanoj frekvenciji generiše zvučno polje definisanog nivoa. Za kalibraciju mernog lanca za merenje nivoa buke uglavnom se koriste dva tipa kalibrisanih izvora zvuka: pistonfon, kalibrator zvuka.
  • 75. Pistonfon Pistonfon proizvodi nivo od 124dB na frekvenciji od 250Hz, sa tačnošću od 0.2dB. Zvuk generiše uz pomoć dva mala klipa koja se pokreću pomoću baterijski napajanog motora. Kalibracija je zavisna od primenjene težinske krive. Ako se pri kalibraciji koristi A-težinska kriva instrument treba da pokaže: 124dB-8.6dB=115.4dB jer je 8.6dB slabljenje A- težinske krive na 250Hz.
  • 76. Kalibrator zvuka Kalibrator zvuka proizvodi nivo od 94dB na frekvenciji od 1000Hz, sa tačnošću od 0.25dB, Zvuk generiše uz pomoć stabilnog oscilatora koji pobuđuje piezoelektrični element koji vibrira, kao i metalnu dijafragmu koja svojim oscilovanjem kreira zvučno polje. Kalibracija je nezavisna od primenjene težinske krive. Ni jedna težinska kriva ne unosi nikakvo slabljenje na frekvenciji generisanog kalibracionog signala od 1000Hz.