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技术报告：什么是声级计？（第三部分）

6.声音感觉尺度

6-1 音量 (loudness)

声音大小是与声音强度相关的感知量，是声音感知与音高和音色一致的最基本属性之一。Sone (声音) 用作单位，纯音 (1 kHz) 的声压级以40 dB为1 sone的比率表示。例如，听力正常的人认为声音大小是纯音的两倍的声音大小是2音。

在下图6-1中，计算每个八度音阶频带的声压水平 (dB) 和声音大小 (声音) 之间的关系。在1 kHz的情况下，当声压水平增加10 dB时，声音你可以看到大小是2个音，即2倍。此外，在其他频段，这与1 kHz的情况稍有不同，但是当声压电平增加10 dB时，声音大小几乎是2倍的关系是相同的。因此，声音的大小主要取决于声音的强度和频率。它还取决于声音的持续时间，并且在150~300毫秒的持续时间内感觉稳定。

  • 图6-1声压级与声音大小的关系

6-2 音高 (音高)

音高是声音频率的听觉性质，如前所述，对于具有恒定强度的纯音，频率和音高是一对一的。换句话说，高频声音感觉高，而低频声音感觉低。以mel (梅尔) 为单位，以频率为1 kHz、声压级为40 dB的纯音为1000 mel的比率表示。

如上所述，声音的高度主要由声音的频率决定，但是复合音的高度有时不是由频率成分的组合等唯一决定的。它也受声音强度，前音和后音的存在与否的影响。

6-3 音色 (timbre)

即使发出相同大小和相同高度的声音，我们也可以区分乐器的类型，但是当两个声音的大小相等时，这两个声音给出不同的感觉时，与差异相对应的性质称为音色。

音色的研究从很久以前就开始了，但是现在也不是很清楚。根据最近的研究，据说音色是由三个美学因素，金属因素和力量因素决定的。

6-4 音量级别 (loudness level)

如前所述，声音的大小主要取决于声音的强度，但也取决于频率和持续时间，持续时间在150~300 ms之间是稳定的。因此，对于稳定的声音，具有正常听力的人判断为与声音大小相同的1kHz纯音的声压级的值被定义为(phon、phone) P) 。对人的听觉感受随频率变化的测量始于Fletcher-Munson, 1957年由Robinson (Robinson, F)等人重新测量。以下图6-2是表示罗宾逊等人测量的具有合法听觉的人感觉到相同大小的纯音的声压水平和频率的关系的曲线，称为等响度曲线或等灵敏度曲线。另外，罗宾逊等人测量的等响度曲线包含了很大的误差，2003年新的等响度曲线作为ISO 226被国际标准化。在图中，旧等响度曲线显示为蓝色，新等响度曲线显示为红色。

  • 图6-2纯音的等响度曲线 (新旧比较)

从这个图可以看出，人类的听觉有以下特征。

  1. 在低频率下，耳朵的灵敏度非常差。例如，以声音大小级别为40 phon的曲线为例，对于声压级别为40 dB且频率为1 kHz的纯音，如果不是250 Hz时约为10 dB, 63 Hz时约为35 dB的强音，则听起来不会相同。

  2. 当频率接近4kHz时，耳朵的灵敏度最高，比1kHz好几dB。

  3. 在4kHz或更高的频率下，耳朵的灵敏度不会随着频率的增加而均匀变化，而是随着波浪式增加或减少而整体降低。

  4. 人声可感知的频率范围因声音强度而异，但低频 (最低限频) 为15~20 Hz,高频 (最高限频) 约为20 kHz。

该等响度曲线可以作为多数青少年的平均值来考虑，但实际上存在很大的个体差异，过了20岁就会出现老化现象，最高可听限随着年龄的增加而下降。

如上所述，纯音的大小级别可以通过等响度曲线求出，对于复合音，自1937年Fletcher Manson以来提出了几种根据其声压预测声音大小级别的方法。
目前国际标准采用茨维克(Zwicker, E)方法 (ISO 532-1) 和摩尔格拉斯堡方法 (ISO 532-2) 。

6-5 噪声级 (A-weightedsound pressure level)

噪音是不受人欢迎的声音，如果任何声音被认为是令人不快或干扰的声音，则被视为噪音。换句话说，由于噪声是基于人的听觉感知的感觉量，因此必须使用基于人的听觉感知的量而不是声音的物理大小来表示其大小。因此，对于噪音的声压级，将按照前6章4节所述的等响度曲线进行了频率加权 (A特性) 的声压级作为表示噪音大小的量使用，称为“噪声级”L A (单位:dB) 。

测量噪声水平时，需要使用声级计。声级计利用传声器（通常是电容式传声器）产生与声压成正比的电信号，并通过频率计权电路以A计权显示声压级。

(注意)
“噪声级”一词是我国特有的词汇，如上文所述，与“A声压级 (A-weigtedsound pressure level)”是同义词。此外，新的JIS (JIS C 1509) 为频率加权声压级别定义了一个新术语“声音级别”，根据它，它对应于“A加权和时间加权声音级别”。

7.声级计概述

7-1 什么是声级计？

声级计噪声级（L）。一个）和声压级（L p它是一种测量单位为升（L）的测量仪器，并被指定为《测量法》规定的专用测量仪器。此外，由于测量精度存在差异，其规格在JIS C 1509-1标准中分别规定为1类和2类。均衡），单次噪声暴露水平（L AE有一些积分平均声级计其功能是测量积分量，例如）。

（笔记）
新的声级计标准 JIS C 1509-1:2005 将性能分为两类：1 类和 2 类。就性能而言，1 类大致相当于旧版 JIS C 1505（精密声级计声级计，2 类大致相当于旧版 JIS C 1502（普通声级计）。2015 年《专用测量仪器检验和检验条例》修订后，该标准现在参考了 JIS C 1516。该标准从 JIS C 1509-1 中提取了贸易和认证所需的项目。

另外，法律根据噪音的种类(环境噪音、工作环境噪音、工厂·交通噪音、新干线噪音、航空噪音等)规定了测定的评价方法。噪音测量是环境评价的重要测量项目。

  • 图7-1被指定为特定计量器具的主要环境计量器具

7-2声级计等级的区别

普通声级计设计用于测量室外、工厂、办公室等场所的环境声级计，旨在提供低成本、便捷的现场测量。相比之下，精密声级计则设计用于适应各种测量条件，适用于在各个领域进行噪声研究或评估机械设备噪声水平的用户。两种类型声级计均遵循《测量法》和JIS标准的基本规范，其主要区别如下表所示。

JIS标准

表7-2等级不同性能的差异 (JIS规格)

  类2 类1
电平线性偏差 (dB)
(输入电平在10 dB范围内的变化)		 ±0.5（±0.8） ±0.3（±0.6）
电平线性偏差 (dB)
(上述以外)		 ±1.1（±1.4） ±0.8（±1.1）
频率范围 (Hz) 20 〜 8 kHz 16 〜 16 kHz


(注意)

  1. 括号中的数值包含测量的扩展不确定性 (JIS标准中规定的最大允许值) 。