ДА…. 😕 😆 🙂

Да, АЯСКАвский прибор близок к Термлабу. Разница в результатах обусловлена разными алгоритмами подсчета этих комплексов.

Самое главное при любых измерениях – уверенность в достоверности результата. Термометр должен показывать температуру, а не направление ветра в Калифорнии.
Проблема измерения звукового давления встала перед нами в далеком уже 2001 году, когда мы начали участвовать в соревнованиях dB Drag Racing. Работали мы с прибором AudioControl SA-3055, к нему еще калибратор MC-100 на уровень 164,1 дБ. Все прекрасно: результаты повторяются, замеры с микрофонами разной чувствительности различаются на доли децибела, даже другой – судейский – прибор в другом городе измеряет как наш. Это было счастливое время уверенности в приборах и результатах их применения.
Но все хорошее когда-нибудь заканчивается. С подачи господина Харриса Америка, а за ней и Европа, перешли на его, г. Харриса, прибор Term-Lab. Еще тот, первый, с двумя микрофонами и Sound Blaster’ом, который не во всякий комп вставишь. Вот тут-то и начались проблемы. Мало того, что он с AudioControl’ом не сходится, так еще и «родные» его микрофоны в одной точке пространства и в одно время разные результаты показывают. Только при одном уровне 164,1 дБ совпадают, поскольку на это самое значение откалиброваны. Вот вам и вопрос – какой из трех результатов правильный?
В принципе, можно мерить чем-нибудь одним. Оценить больше/меньше, лучше/хуже и делу конец. Но появилась еще одна проблема – результаты стали возрастать как-то непропорционально мало, и на осциллограмме сигнал какой-то покореженный. Оказалось, что на таких уровнях (~170 дБ) микрофон перестал быть линейным и половина периода выходного сигнала «сплющилась». А по паспорту должен работать до 180 дБ! Мы уже начали приспосабливать к микрофону различные колпачки, но тут г. Харрис создал новый, самый правильный прибор, и Америка с Европой приняли его на вооружение.
Ура господину Харрису! Создан самый правильный прибор! Не пользуйтесь техникой прошлого века! Применяйте прогрессивный прибор Харриса! Старые приборы, в том числе промышленные шумомеры, которые ежегодно проходят поверку, измеряют совсем не то! Да, не то, что этот прибор с твердотельным датчиком, совершенно верно. Разница доходит до восьми(!) децибел. При этом она (разница) не остается постоянной величиной.
Эти непонятности заставили задуматься и попытаться выяснить, что и как мы измеряем. Для анализа был выбран Term-Lab с твердотельным датчиком образца 2003 года. На датчике наклейка: К=177.7. Вскрытие показало, что в качестве чувствительного элемента используется датчик давления MPX4250A фирмы Motorola. Приведем необходимые нам технические характеристики (взято на сайте http://motorola.com/sps).

Характеристика Обозначение Мин. Тип. Макс. Ед. изм.
Диапазон измерения Pop 20 250 кПа
Напряжение питания Vs 4,85 5,1 5,35 В
Диапазон выходного Vfss 4,692 В
напряжения
Точность +/- 1,5 %Vfss
Стабильность +/- 0,5 %Vfss
Время установления Tr 1,0 мс

Выходное напряжение датчика определяется по формуле

Vout=Vs(P*0.004-0.04)+/-0.0138Vs

Данный датчик разработан для измерения абсолютного давления во впускной трубе двигателя с турбонаддувом! Чувствительный элемент залит силиконом. Для постоянного давления — небольшая погрешность, а для звука??? Данных нет.
Сотворить из него микрофон…
Допустим, что применение этого датчика в качестве микрофона согласовано с разработчиками. В первую очередь нас интересует точность и стабильность измерений. При нормальном атмосферном давлении 760 мм. рт. ст., или 101,3 кПа, ошибка измерения составит +/- 3,45 кПа (3,3%, или 0,28 дБ) а температурный дрейф – 0,11дБ. Это означает, что результаты с разницей до 0,8 дБ следует считать равными!

Теперь рассмотрим, как сигнал датчика обрабатывается. В нашем приборе напряжение питания датчика оказалось 5,26 В и выходное напряжение 1,943 В. Удаляем датчик и вместо него подключаем эквивалент.
В таблице приведены показания прибора для частот от 20 до 80 Гц. В качестве источника сигнала использовался генератор сигналов Г3-118, напряжение контролировалось цифровым мультиметром MS8207.

20 Гц 30 Гц 40 Гц 50 Гц 60 Гц 70 Гц 80 Гц
1,33 мВ 130,4 130,5 130,1 130,0 130,0 130,5 129,5
(130 дБ)
4,2 мВ 140,5 140,5 140,3 140,2 140,0 139,8 139,6
(140 дБ)
13,28мВ 150,6 150,5 150,4 150,2 149,8 149,7 149,4
(150 дБ)
42 мВ 160,6 160,5 160,4 160,0 159,8 159,6 159,3
(160 дБ)
132,8мВ 170,3 170,2 170,0 169,9 169,7 169,5 169,2
(170 дБ)
420 мВ 180,2 180,1 179,7 179,8 179,6 179,4 179,2
(180 дБ)

Видно, что при увеличении частоты от 30 до 80 Гц показания прибора снижаются. Максимальная разница достигает 1 дБ.
Подаем прямоугольные импульсы с частотой повторения 50 Гц, со скважностью 10 и действующим значением напряжения 24 мВ, что в нашем случае соответствует звуковому давлению 155,2 дБ. Прибор показывает 153,4 — 1,8 дБ в фонд Харриса. А на реальном музыкальном фрагменте?

Что касается манипуляций с приборами для получения нужного результата. На аудиоконтроле все просто — откалибровал, закрыл регулятор крышкой и опломбировал. С компьютером сложнее. Написать программку для изменения нужной ячейки памяти в нужное время — и все дела.

Много у меня мыслей по этому вопросу… вот вам! 😎

Всегда когда про вашу мотороллу читал сомнения в голове крутились о пригодности этой штуки для измерения громкости звука. У американчких давилок есть гигантские результат поставленные на очень низкой частоте (вплоть до 20Гц), я думаю отчасти и из за свойств используемой измерительной базы.

Кстати обычный микрофон как раз таки и не чувствителен к изменениям атмосферного давления, но естественно это не прощает ему его недостатков — задуваемость, «клиппинг» на большой громкости…

Почему то все про пьезоэлектрические элементы забыли, а ведь зря! Пьезо датчик ничтожные смещения регистрирует (можно приклеить на оконное стекло вашего директора и подключить вместо головки к китайскому касетному плейеру)
Пьезоэлемент обладает очень значительной собственной жесткостью и в силу этой большой жесткости и малых собственных размеров звуковой волной «согнуть» его до «клиппинга», то есть до того момента, когда он перестанет правдиво отображать форму и амплитуду сигнала, его очень сложно.

Собрать с пьезоэлементом нечто наподобии очень миниатюрного закрытого ящика, резонанс у пьезо пластинки будет значительно выше интересующего нас диапазона, для атмосферной независимости (свободы от влияния перемен давления внутри салона) предусмотреть капиллярный канал, чтобы не превращать этот ЗЯ в ФИ в пределах рабочего диапазона…
Я думаю, что такой прибор будет иметь очень хорошую точность, по крайней мере звук он будет «слышать» гораздо внятнее, чем микроскопический кристалл, замазаный герметиком.

Другое дело что по большей части нах это не надо ни кому скорее всего… 😕

А еще есть эстрадные микрофоны для барабана-бочки, там, скажу я вам, ооочень не слабое звуковое давление… только чтоит такой микрофон чуть подороже мотороллы.

А еще существуют оптические микрофоны и звукосниматели, то же очень интересная штука…. собрать такое устройство можно за час из ИК-диода и фотодиода или фоторезистора, чтобы убидиться в работоспособности принципа, а для получения прецезионной точности разработать устройство с мини матрицей, как в оптической мышке, да тупо можно саму мышь использовать даже только прогу написать соответствующую… (сделать малюсенький диффузорчик, который будет мелькать перед датчиком, а устройство по USB будет передавать в компьютер координаты..)

Кстати о результате на датчике-попробуйте облучить его СВЧ и поглядите на экран!