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关于测量的常见问题 - 第 44 部分:“声级计测量中 Lmax 和 Lpeak 值的区别”

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。

我们经常收到关于如何使用声级计咨询,例如“我想知道最大值”、“它有峰值保持功能吗?”以及“我想知道给定测量期间的最大噪声水平”。

声级计测量两个代表最大声级的值:MAX 值(最大时间加权声级)和 PEAK 值(峰值声级)。这两个值都代表给定时间段内产生的最大声级,但它们的计算方法不同,应用场景也不同。

由于有些客户会将这两个值混淆,因此我们将解释MAX值 (最大时间加权声级) 和PEAK值 (峰值声级) 。

MAX值

  • MAX值_No.1

PEAK值

  • PEAK值_No.1

MAX和PEAK之间的差异如下。
→MAX值...测量时间内时间加权声音级别的最大值。需要时间加权。
→PEAK值...将测定时间内瞬间声压绝对值的最大值分级后得到的值。
无时间重量。

声级Lp的计算公式如下:。这种操作也称为“等级化”。p0是参考声压 (2×10-5 Pa) 和p瞬时声压 (采样数据) 的有效值。(峰值声级时的最大绝对值瞬时声压)

  • PEAK值_No.2

也就是说,取与基准声压之比的常用对数,乘以20倍。

  • PEAK值_No.3

什么是MAX值?

在确定最大值时,声级计对输入声音信号进行以下处理:

  1. 乘以频率权重(A属性、C属性、Z属性)
  2. 乘以时间权重(时间常量:Fast、Slow)将其转化为有效值。
  3. 确定声音级别 (时间加权声音级别)
  4. 确定测量时间内声音级别的最大值
  • 什么是MAX值?_No.1

由于MAX值是声音级别 (时间加权声音级别) 的最大值,因此其大小可能会随时间常量而变化,以使其生效。

在这里,我们将更详细地解释时间常数的差异对MAX值的影响。
由于时间加权声级需要时间加权来计算有效值,因此如果声音波动较快,可能无法跟上时间加权声级。

下图是针对持续时间为200 ms的声压 (突发) 信号测量时间加权声音级别的结果,但是对于时间权重Fast (时间常数:125 ms),时间权重Slow (时间常数:1s) 由于级别值需要很长时间才能上升,因此信号在上升过程中消失,测量值与Fast不同。

  • 什么是MAX值?_No.2

什么是PEAK值?

在确定峰值时,声级计对输入声音信号进行以下处理:

  1. 乘以频率权重(A属性、C属性、Z属性)
  2. 确定瞬时声压的绝对值
  3. 确定测量时间内的最大瞬时声压声级 (峰值声级)
  • 什么是PEAK值?_No.1

PEAK值不进行有效值运算,而是对某一测量时间内的最大瞬时声压值进行分级,因此不受时间权重的影响。L peak >L max,如果它是正弦波信号,则存在大约3dB的差异。

MAX和PEAK值

对于持续时间较短的冲击性声音,MAX值和PEAK值之间的差异要大得多。在冲击噪声的情况下,10 dB或更高的差异并不罕见。

下图比较了有效值的电平与持续时间约为250μs的信号的声压绝对值的电平。

  • MAX和PEAK值_No.1

MAX和PEAK值都表示一段时间内的最大值,但在不同情况下使用。

MAX值用于测量环境噪声中的间歇噪声和测量近排气噪声。
由于PEAK值对声压瞬时变化具有良好的跟随性,因此可用于评估噪声的冲击性,也可用于CE标记规定的C特性峰值声级Lcpeak值的测量。

如果要测量最大噪声水平,则必须确定PEAK值和MAX值哪个更合适,然后选择正确的值。
无法从MAX值计算PEAK值,也无法从PEAK值计算MAX值,敬请注意。

在开始测量之前,请正确理解差异并明确所需的数据。

参考资料:为什么声级计读数与计算结果之间存在差异?

声级计每秒更新一次,因此它会从“显示屏 A”变为“显示屏 B”,但级别数据是使用声级计的采样时间间隔计算的。
对于 LA-1411/LA-1441A,计算间隔为 31.25 μs;对于 LA-4441A,计算间隔为 20.83 μs;对于 LA-7000 系列,计算间隔为 15.625 μs。
由于 Lmax 和 Lpeak 值是通过在此采样时间间隔内计算的数据获得的,因此它们可能与瞬时值显示中显示的值有很大不同。

  • MAX和PEAK值_No.2

(摘自2021年2月17日发行的电子邮件杂志)