โครงสร้างและหลักการทำงานของเครื่องวัดระดับเสียง
โดยทั่วไปจะประกอบด้วยไมโครโฟน เครื่องขยายเสียง ตัวลดทอน เครือข่ายถ่วงน้ำหนัก อุปกรณ์ตรวจจับ หัวตัวบ่งชี้ และแหล่งจ่ายไฟ
(1) ไมโครโฟนเป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณแรงดันเสียงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า หรือที่เรียกว่าไมโครโฟนหรือเซ็นเซอร์ ประเภทของไมโครโฟนทั่วไป ได้แก่ คริสตัล อิเล็กเตรต มูฟวิ่งคอยล์ และคาปาซิทีฟ
เซ็นเซอร์คอยล์แบบไดนามิกประกอบด้วยไดอะแฟรมแบบสั่น คอยล์แบบเคลื่อนย้ายได้ แม่เหล็ก และหม้อแปลงไฟฟ้า หลังจากที่อยู่ภายใต้แรงดันเสียง ไดอะแฟรมแบบสั่นจะเริ่มสั่นและขับเคลื่อนขดลวดแบบเคลื่อนที่ได้ที่ติดตั้งไว้ด้วยให้สั่นสะเทือนในสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ กระแสจะแตกต่างกันไปตามขนาดของแรงดันเสียงที่กระทำต่อไดอะแฟรมแบบสั่น ยิ่งความดันเสียงสูงเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งความดันเสียงต่ำ กระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
เซ็นเซอร์คาปาซิทีฟส่วนใหญ่ประกอบด้วยเมมเบรนโลหะและอิเล็กโทรดโลหะที่อยู่ติดกันอย่างใกล้ชิด โดยพื้นฐานแล้วคือตัวเก็บประจุแบบแบน ฟิล์มโลหะและอิเล็กโทรดโลหะประกอบขึ้นเป็นสองแผ่นของตัวเก็บประจุแบบแบน เมื่อไดอะแฟรมอยู่ภายใต้แรงดันเสียง มันจะเปลี่ยนรูป ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระยะห่างระหว่างแผ่นทั้งสองและการเปลี่ยนแปลงความจุ ส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสลับซึ่งรูปคลื่นจะแปรผันตามระดับความดันเสียงภายในช่วงเชิงเส้นของไมโครโฟน ทำให้บรรลุฟังก์ชั่นการแปลงสัญญาณแรงดันเสียงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า
ไมโครโฟนแบบคาปาซิทีฟเป็นไมโครโฟนในอุดมคติสำหรับการวัดเสียง โดยมีข้อดี เช่น ช่วงไดนามิกขนาดใหญ่ การตอบสนองความถี่แบบแบน ความไวสูง และความเสถียรที่ดีในสภาพแวดล้อมการวัดทั่วไป ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากเซ็นเซอร์คาปาซิทีฟมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตสูง จึงจำเป็นต้องมีการแปลงอิมพีแดนซ์ผ่านปรีแอมพลิฟายเออร์ ซึ่งติดตั้งอยู่ภายในเครื่องวัดระดับเสียงใกล้กับตำแหน่งที่ติดตั้งเซ็นเซอร์คาปาซิทีฟ
(2) แอมพลิฟายเออร์และตัวลดทอนสัญญาณในประเทศและนำเข้าที่ได้รับความนิยมจำนวนมากในปัจจุบันใช้-แอมพลิฟายเออร์สเตจสองตัวในวงจรขยายเสียง ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์อินพุตและแอมพลิฟายเออร์เอาต์พุต ซึ่งขยายสัญญาณไฟฟ้าที่อ่อน ตัวลดทอนสัญญาณอินพุตและตัวลดทอนเอาต์พุตใช้เพื่อเปลี่ยนการลดทอนของสัญญาณอินพุตและการลดทอนของสัญญาณเอาต์พุต เพื่อให้ตัวชี้ของหัวมิเตอร์ชี้ไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม และการลดทอนของเกียร์แต่ละตัวคือ 10 เดซิเบล ช่วงการปรับของตัวลดทอนสัญญาณที่ใช้ในเครื่องขยายสัญญาณอินพุตมีไว้เพื่อการวัดปลายด้านล่าง (เช่น 0-70 เดซิเบล) และช่วงการปรับของตัวลดทอนสัญญาณที่ใช้ในเครื่องขยายสัญญาณเอาท์พุตใช้สำหรับการวัด * * (70-120 เดซิเบล) แป้นหมุนของตัวลดทอนสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตมักทำด้วยสีที่ต่างกัน และในปัจจุบันสีดำและโปร่งใสมักถูกจับคู่เข้าด้วยกัน เนื่องจากเครื่องวัดระดับเสียงหลายเครื่องมีขีดจำกัดสูงและต่ำอยู่ที่ 70 เดซิเบล จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องป้องกันไม่ให้เกินขีดจำกัดในระหว่างการหมุนเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุปกรณ์เสียหาย
(3) เครือข่ายถ่วงน้ำหนักได้รับการออกแบบมาเพื่อจำลองความไวที่แตกต่างกันของการรับรู้การได้ยินของมนุษย์ที่ความถี่ที่ต่างกัน ประกอบด้วยเครือข่ายที่สามารถเลียนแบบลักษณะการได้ยินของหูมนุษย์ และปรับเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าให้ใกล้เคียงกับการรับรู้การได้ยินโดยประมาณ เครือข่ายประเภทนี้เรียกว่าเครือข่ายถ่วงน้ำหนัก ระดับความดันเสียงที่วัดผ่านเครือข่ายถ่วงน้ำหนักจะไม่ใช่ปริมาณทางกายภาพตามวัตถุประสงค์ของระดับความดันเสียงอีกต่อไป (เรียกว่าระดับความดันเสียงเชิงเส้น) แต่เป็นระดับความดันเสียงที่ได้รับการแก้ไขสำหรับการรับรู้ทางเสียง ซึ่งเรียกว่าระดับเสียงถ่วงน้ำหนักหรือระดับเสียง
โดยทั่วไปมีเครือข่ายถ่วงน้ำหนักสามประเภท: A, B และ C ระดับเสียง A-ถ่วงน้ำหนักจะจำลองลักษณะความถี่ของเสียงรบกวนที่มีความเข้มต่ำ-ที่ต่ำกว่า 55 เดซิเบลสำหรับหูของมนุษย์; ระดับเสียง B- จำลองลักษณะความถี่ของเสียงที่มีความเข้มปานกลางตั้งแต่ 55 ถึง 85 เดซิเบล ระดับเสียงแบบถ่วงน้ำหนัก C-เป็นคุณลักษณะหนึ่งของการจำลองเสียงรบกวนที่มีความเข้มสูง- ความแตกต่างระหว่างทั้งสามอยู่ที่ระดับการลดทอนขององค์ประกอบความถี่ต่ำ-ของเสียงรบกวน โดยที่ A จะมีการลดทอนมากขึ้น ตามมาด้วย B และ C จะมีการลดทอนน้อยลง ระดับเสียงแบบ A- ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดเสียงรบกวนทั่วโลก เนื่องจากเส้นโค้งลักษณะเฉพาะนั้นใกล้เคียงกับลักษณะการได้ยินของหูมนุษย์ ในขณะที่ระดับเสียง B และ C กำลังค่อยๆ หายไป
