IL FONOMETRO Ã uno strumento di misura
IL FONOMETRO Ã uno strumento di misura
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<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
È <strong>uno</strong> <strong>strumento</strong> <strong>di</strong> <strong>misura</strong>
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
●<br />
È composto <strong>di</strong> varie parti<br />
– Un trasduttore<br />
– Un elemento per il trattamento del segnale<br />
– Un elemento visualizzatore
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Il microfono<br />
Converte il segnale <strong>di</strong> pressione acustica<br />
in un segnale elettrico che lo riproduce fedelmente
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
STRUTTURA DEL MICROFONO<br />
Capsula a condensatore<br />
La capsula è formata da una piastrina fissa e da una piastrina elastica<br />
separate da <strong>uno</strong> strato <strong>di</strong> materiale isolante (condensatore)<br />
Il condensatore trasforma il segnale <strong>di</strong> pressione acustica captato<br />
dalla piastrina elastica in un segnale elettrico, me<strong>di</strong>ante la variazione<br />
della sua “capacità”, secondo la legge<br />
Q = CV
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Schema della trasformazione pressione - tensione<br />
D C<br />
Q = CV
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Linearità <strong>di</strong>namica<br />
p<br />
p<br />
Situazione teorica<br />
V<br />
Situazione reale<br />
V
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
A<br />
Linearità in frequenza<br />
Linea ideale<br />
Curva reale<br />
f i<br />
f s<br />
f s<br />
– f i<br />
= banda passante
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Risposta spaziale del microfono<br />
Curva <strong>di</strong> risposta<br />
tipica<br />
<strong>di</strong> un microfono<br />
“omni<strong>di</strong>rezionale”<br />
detta anche<br />
“car<strong>di</strong>oide”
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Tipi <strong>di</strong> microfono<br />
microfono per “campo libero” (per onde piane)<br />
microfono per “campo <strong>di</strong>ffuso” (ad incidenza casuale)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
SCHEMA FUNZIONALE
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
CONVERTITORE D'IMPEDENZA<br />
Ha la funzione <strong>di</strong> rendere compatibile<br />
l'alta impedenza d'uscita del microfono<br />
con l'impedenza d'ingresso dello sta<strong>di</strong>o<br />
<strong>di</strong> amplificazione<br />
Detto anche: “sta<strong>di</strong>o inseguitore”<br />
D<br />
e<br />
t<br />
t<br />
o
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
STADIO AMPLIFICATORE – ATTENUATORE<br />
E PESATURA IN FREQUENZA<br />
Due funzioni:<br />
adattare il “guadagno della catena in funzione del segnale<br />
d'ingresso (adattamento <strong>di</strong> scala)<br />
applicare al segnale ricevuto la desiderata “pesatura in frequenza”<br />
(secondo le curve “A” - “B” - “C” - “D”)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
I filtri <strong>di</strong> pesatura - curve A – B – C – D<br />
filtri <strong>di</strong> ponderazione A, B, C, D<br />
A<br />
20,0<br />
15,0<br />
10,0<br />
B<br />
C<br />
D<br />
5,0<br />
0,0<br />
-5,0<br />
10,0<br />
12,5<br />
16,0<br />
20,0<br />
25,0<br />
31,5<br />
40,0<br />
50,0<br />
63,0<br />
80,0<br />
100,0<br />
125,0<br />
160,0<br />
200,0<br />
250,0<br />
315,0<br />
400,0<br />
500,0<br />
630,0<br />
800,0<br />
1000,0<br />
1250,0<br />
1600,0<br />
2000,0<br />
2500,0<br />
3150,0<br />
4000,0<br />
5000,0<br />
6300,0<br />
8000,0<br />
10000,0<br />
12500,0<br />
16000,0<br />
20000,0<br />
-10,0<br />
attenuazioni [dB]<br />
-15,0<br />
-20,0<br />
-25,0<br />
-30,0<br />
-35,0<br />
-40,0<br />
-45,0<br />
-50,0<br />
-55,0<br />
-60,0<br />
-65,0<br />
-70,0<br />
-75,0<br />
bande [Hz]
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
R<strong>IL</strong>EVATORE DI SOVRACCARICO<br />
Funzioni:<br />
rivelare le situazioni <strong>di</strong> “uscita <strong>di</strong> scala” del segnale<br />
fornire un avviso all'operatore<br />
negli strumenti delle ultime generazioni interviene sull'attenuatore<br />
d'ingresso per adattare automaticamente la scala dello <strong>strumento</strong>
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
F<strong>IL</strong>TRI ESTERNI<br />
FUNZIONE (OPZIONALE)<br />
applicano l'analisi in frequenza, in ottave e/o terzi d'ottava<br />
Eseguono un “sezionamento” del segnale, ripartendolo<br />
nelle sue componenti frequenziali (per ottave e/o terzi d'ottava)<br />
taluni fonometri <strong>di</strong>spongono anche dell'analisi a banda stretta,<br />
eseguita col metodo della FFT (Fast Fourier Transform)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
USCITE DI SEGNALE<br />
Molti fonometri <strong>di</strong>spongono <strong>di</strong> due uscite <strong>di</strong> segnale, che può<br />
perciò essere trattato con altri elementi, quali registratori, analizzatori<br />
analogici e/o <strong>di</strong>gitali, ecc..<br />
USCITA AC : uscita del segnale non trattato (come da microfono)<br />
USCITA DC : uscita del segnale dopo l'applicazione delle specifiche<br />
strumentali (come presentato dal visualizzatore d'uscita)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
R<strong>IL</strong>EVATORE – LOG – RMS – PEAK<br />
FUNZIONE<br />
dare il “livello equivalente” Leq<br />
dare il “livello RMS” (Root Mean Square)<br />
dare il “livello <strong>di</strong> picco” (valore massimo raggiunto durante la <strong>misura</strong>)<br />
quando si usa il fonometro “a valore <strong>di</strong> picco” la successiva unità<br />
provvede a “conservare” via via il maggiore dei valori raggiunti
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
UNITA' DI VISUALIZZAZIONE<br />
FUNZIONI<br />
Presentare all'operatore il risultato della rilevazione<br />
Dare in<strong>di</strong>cazioni sui parametri della <strong>misura</strong><br />
Dare in<strong>di</strong>cazioni su eventi importanti (overload o underload, ecc..)<br />
Permettere il successivo trattamento della <strong>misura</strong> a successive unità<br />
(elaboratori <strong>di</strong> post-processo)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
LE COSTANTI DI TEMPO<br />
FAST : risposta “veloce” (125 ms)<br />
SLOW: risposta “lenta” (1 s)<br />
IMPULSE: risposta “rapida” (<strong>di</strong> tipo impulsivo) – (35 ms)<br />
PEAK: conserva il massimo valore raggiunto dal segnale microfonico
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
SIGNIFICATO DELLA COSTANTE DI TEMPO<br />
In<strong>di</strong>ca la<br />
“velocità <strong>di</strong> reazione”<br />
del sistema<br />
in sostanza<br />
“quanto tempo impiega<br />
il sistema” per fornire<br />
un'in<strong>di</strong>cazione<br />
del valore finale
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
L'effetto della costante <strong>di</strong> tempo sul risultato della <strong>misura</strong><br />
Marker Cursor<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
Leq<br />
costante <strong>di</strong> tempo<br />
SLOW<br />
40<br />
30<br />
0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100 112.5 125
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
I F<strong>IL</strong>TRI PER L'ANALISI IN FREQUENZA<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
-8<br />
-9<br />
-10<br />
Overplot<br />
500 1 k 2 k<br />
Ciascuna ottava è<br />
sud<strong>di</strong>visa in 3 bande<br />
(terzi d'ottava)<br />
i cui centri banda ed<br />
ampiezze sono<br />
correlati con quelle<br />
dell'ottava relativa
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Perché eseguire un'analisi in frequenza<br />
Gli scopi possono essere molteplici, talvolta può essere necessario<br />
in<strong>di</strong>viduare particolari componenti frequenziali particolarmente<br />
fasti<strong>di</strong>ose o prevalenti (p. es. nel caso <strong>di</strong> giranti, motori, ecc..)<br />
L min,fast (dB)<br />
70<br />
65<br />
60<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
20 40 80 160 315 630 1250 2500 5000 10000 20000<br />
Frequenza (Hz)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
VALUTAZIONE DELLE COMPONENTI TONALI<br />
Lmin,fast (dB)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Spettro Sper.<br />
110 Phon<br />
100 Phon<br />
90 Phon<br />
80 Phon<br />
70 Phon<br />
60 Phon<br />
50 Phon<br />
40 Phon<br />
30 Phon<br />
20 Phon<br />
10 Phon<br />
20<br />
31.5<br />
50<br />
80<br />
125<br />
200<br />
315<br />
500<br />
800<br />
1250<br />
2000<br />
3150<br />
5000<br />
8000<br />
12500<br />
Frequenza (Hz)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
LE COMPONENTI IMPULSIVE<br />
LAI max<br />
- LAS max<br />
> 6 dB<br />
-10 dB<br />
DT < 1 s [@ -10 dB]<br />
D<br />
D < 1 s
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
DETERMINAZIONE DEL LIVELLO EQUIVALENTE<br />
Il “livello equivalente” è una valutazione dell'energia acustica<br />
implicata nello svolgimento del fenomeno <strong>misura</strong>to<br />
È il livello costante che esprime<br />
tutta l'energia acustica emessa<br />
durante il tempo <strong>di</strong> <strong>misura</strong><br />
L fast<br />
80<br />
70<br />
75<br />
Il tempo <strong>di</strong> <strong>misura</strong> deve essere scelto<br />
con molta attenzione<br />
1 4 6<br />
tempo (in ore)
<strong>IL</strong> <strong>FONOMETRO</strong><br />
Introduzione all'analisi statistica<br />
Me<strong>di</strong>a aritmetica: valore “centrale” <strong>di</strong> un insieme<br />
Me<strong>di</strong>ana: valore che si pone a separare il 50% degli elementi dell'insieme<br />
Moda: elemento dell'insieme che si presenta più frequentemente<br />
Me<strong>di</strong>a geometrica: è la ra<strong>di</strong>ce n-sima del prodotto degli n elementi<br />
dell'insieme<br />
Scarto quadratico me<strong>di</strong>o: in<strong>di</strong>ce che esprime la “concentrazione” dei<br />
valori intorno alla me<strong>di</strong>a aritmetica
LE MISURE<br />
Obiettivo della “<strong>misura</strong>zione” è determinare il valore dell'entità<br />
in esame<br />
Ogni operazione <strong>di</strong> <strong>misura</strong> è affetta da fattori <strong>di</strong> errore<br />
INCERTEZZA: intervallo entro cui si trova il valore reale dell'<br />
entità <strong>misura</strong>ta
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