测量常见问题解答 - 第 17 部分：“关于声级计的直流输出”

本测量专栏收集了您经常向我们的客户咨询室询问的问题，并介绍了答案。

声音是一种压力波动以波的形式传播的现象，这种压力波动（声压）的单位是Pa（帕斯卡）。 声级计（声级计）是一种测量声音体积的仪器，其尺寸以声压级[dB]表示。

声级计（声级计）的模拟输出包括交流和直流（AC）输出。 直流输出输出与瞬时声压值（dB）相关的电压信号，由声级计测量。

关于瞬时声压级

声级计上显示的瞬时声压级_Lp是通过对瞬时压力波动波形（瞬时声压）应用频率计权（A/C/Z）和时间计权（快/慢）来计算的，以获得有效声压值 p，然后使用公式 1 从有效声压值计算出该值。其中，_p0是参考声压，空气中的参考声压为 20 μPa。

表达式1

一些声级计具有直流输出功能，可以将声级计测得的瞬时声压级输入到外部设备。该功能将测得的瞬时声压级值输出为直流电压信号。

声级计能够计算瞬时声压级，以及给定测量周期内的平均值（时间平均声级、等效声级）、最大值和最小值。但是，这些计算值无法输出到直流电源。

声级计直流输出的输出电压

我公司高性能声级计LA-7500 / LA-7200 直流输出的主要规格如下：

输出功率电平2.500 V±20 mV (满刻度，1MΩ负载)

缩放因子0.250 V±20 mV (每10 dB)

刷新间隔1毫秒

该声级计的正常量程有六个档位：10-80 dB、20-90 dB、30-100 dB、40-110 dB、50-120 dB 和 60-130 dB。宽量程只有一个档位：20-130 dB。在任何量程下，瞬时声压级与直流输出电压之间的关系均由量程上限（满量程）决定。

当传入与电平范围上限 (满刻度) 相同大小的声音时，DC输出将输出2.5 V。此外，每10 dB的声压级变化，输出电压就变化0.25 V。

表1显示了声级计量程为50-120 dB时，瞬时声压级与直流输出电压之间的关系。上次介绍的交流输出电压也显示在该表中。

表1瞬时声压电平与DC·AC输出电压的关系 (50-120 dB范围)

该声级计可计算比其量程上限高 10 dB 的声压级值，因此直流输出的最大输出电压为 2.75 V。

每10 dB的电压变化为0.25 V,每1 dB的电压变化为0.0025 V。当输入与电平范围下限 (50 dB) 相对应的声音时，输出电压不是0 V。

该声级计的直流输出电压精度为±20 mV。20 mV相当于0.8 dB。请注意，如果您将直流输出电压信号输入外部设备并使用该设备将其转换为声压级，则误差不超过±0.8 dB。

直流输出的输出电压和瞬时声压级的换算公式

如果不改变满刻度时的输出电压和刻度系数的规格值，换算公式会变得复杂，因此为了便于计算将DC输出的输出电压换算为瞬时声压电平的公式，表2显示了变形后的公式。

即使级别范围不同，转换公式也由级别范围上限确定。正常范围的60-130 dB范围和宽范围的20-130 dB范围是不同的范围，但是在这两种情况下，都可以使用130 dB的电平范围上限转换。

表2电平范围上限值和从输出电压到瞬时声压电平的换算公式

关于切换模拟输出端子

我们的高性能声级计LA-7500 和 LA-7200 具有两个模拟输出接口。第一个模拟输出接口仅用于交流输出。第二个模拟输出接口（AC/DC OUT 端子）可以输出以下信号之一：直通输出、直流输出或 AC-Z 输出。使用直流输出信号时，请切换声级计上的模拟输出设置。

我们其他一些声级计也需要切换声级计设置才能使用直流输出信号。请参阅使用说明书中的“模拟输出”部分。

总结

这次我们介绍了瞬时声压电平 [dB] 与输出到DC输出的电压值之间的关系。

关于声级计的直流输出电压，我们已经解释了高性能声级计LA-7500 / LA-7200 的量程与输出电压之间的关系。虽然我们其他声级计的可设置量程有所不同，但基本原理是相同的。

直流输出将声级计测量的瞬时声压值转换为电压信号，可通过输入到外部设备来记录和确定瞬时声压级。使用直流输出可能需要更改声级计本身的模拟输出设置。此外，更改声级计的量程会改变转换公式，因此必须在固定量程下使用。

(摘自2018年2月21日发行的电子邮件杂志)