FISICA TECNICAProf. G. PASSERINI

A.A. 2007-08

FONDAMENTI DI ACUSTICAParte VII - Il fonometro

Ing. Fabio Serpilli, Ing. Valter LoriDipartimento di Energetica, Università Politecnica delle Marche

1

Misura di livelli sonori

Prima di iniziare la misura, va sempre verificato il perfetto funzionamento del fonometro o della catena strumentale!

Sorgente sonoraBlocco notes

Fonometro

Registratore grafico

Registratore DAT

computer

Schema di un tipico set-up di misura(in rosso i componenti fondamentali)

Calibratore

2

I livelli sonori

02

0

2

2010PPLog

PPLogLP == [dB]

Il livello di pressione sonora

0

10IILogLI = [dB]

Il livello di intensità sonora

0

10 sW

WL LogW

= [dB]Il livello di potenza sonora

3

Misuratore di livello sonoro (Fonometro)E’ lo strumento utilizzato per la misura del Livello di pressione sonora

Normativa e classi di precisione• IEC 60651/2000 • IEC 60804/2000• IEC 61672/2002

Le caratteristiche minime di un fonometro sono specificate da opportune normative

Classi di precisione

Tipo Categoria Precisione0 Di riferimento, da laboratorio ± 0.4 dB1 Di precisione (da laboratorio e in campo) ± 0.7 dB2 Per uso generale (in campo) ± 1.0 dB3 Per ispezioni conoscitive (in campo) ± 1.5 dB

In Italia è obbligatorio l’uso di fonometri in classe 1 per misure sul campo

4

Misuratore di livello sonoro (FONOMETRO)

Attenuatore

Filtri di ponderazione

Rivelatore

Integratore Mediatore

Visualizzatore

Microfono

Preamplificatore

80.5

20-80 80-140

60-120

ACLin

PiccoFastSlowImpulse

SPL

Leq

SEL

E’ lo strumento utilizzato per la misura del Livello di pressione sonora

5

Fonometri

B&K mod. 2240 B&K mod. 2231

B&K mod. 2260

6

Fonometro analizzatore B&K mod. 2250

1) Microfono di misura: microfono Brüel&Kjær prepolarizzato a campo libero da ½″. Unmicrofonosolido ed affidabile con ampia gamma di frequenza.2) Preamplificatore: usato per convertire l.uscita ad alta impedenza del microfono inun.impedenzapiù bassa, adatto da usare con cavi d.estensione.3) (Tasto dell.evento): consente di inserire un marcatore di evento ed è funzionante solocon il software di .Monitoraggio. BZ 7224. Non è disponibile con i software BZ 7222 eBZ 72234) (Tasto per commenti): consente di allegare alla misura dei messaggi registrati.5) , , , (Tasti di navigazione): queste frecce aiutano a spostarsi all.interno dello schermo attivando i vari campi (selettore di campo) e di navigare attraverso l.interfaccia utente.6) (Tasto di cancellazione a ritroso): consente di cancellare gli ultimi 5 secondi di dati o di inserire un marcatore di esclusione (solo con il software di .Monitoraggio. BZ 7224).7) (Tasto di accettazione): consente di accettare qualsiasi modifica effettuata alla regolazione dello strumento.8) (Tasto di azzeramento della misura): consente di azzerare la misura visualizzata sullo schermo, come il tasto .C. o il tasto .annulla. di una calcolatrice.9) (Tasto Avvio/Pausa): premere questo tasto per avviare, interrompere o continuare una misura.10) (Indicatore dello stato): rosso, giallo o verde, riferito come indicatore tipo .semaforo., all.interno del tasto Avvio/Pausa, indica lo stato dello strumento durante il funzionamento,cioè se la misura è in corso, in pausa o terminata. Per ulteriori dettagli, riferirsi al Capitolo411) (Tasto di memorizzazione): consente di salvare i risultati della misura.12) Display: schermo a colori touch-sensitive con retroilluminazione.13) (Icona del menu principale): richiama il menu principale, che consente di navigareimmediatamente attraverso tutte le funzioni principali dello strumento, come Regolazione, Explorer (o sfoglio dati), Preferenze, e la procedura di Calibrazione.14) (Tasto di accensione): accende e spegne lo strumento. Condizione di .standby. sepremuto per 1 secondo; lo strumento si spegne se si tiene premuto per più di 4 secondi.

1

2

3 4

5

6

7

8

9

11

1012

13

14

7

Misuratore di livello sonoro (Fonometro)Schema a blocchi e caratteristiche

Schema di un fonometroSchema di un fonometro

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

M: microfono di misura del tipo a condensatore, prepolarizzato o non polarizzatoPA: preamplificatore microfonico (adatta l’impedenza del microfono con quella dell’amplificatore)A1: Attenuatore di ingressoG: Amplificatore con indicatore di overloadOL: Indicatore di overload

P: Filtri di ponderazione A, B, C e filtri in bande d’ottava o terzi di ottava

R: Rivelatore con costanti di tempo fast, slow, impulse e peak

AC e DC: Uscite per registratori

A2: Attenuatore d’uscita

S: Strumento di lettura o visualizzatore con scala in dB

8

Misuratore di livello sonoro (Fonometro)

IL MICROFONOHa il compito di trasformare la pressione sonora in un segnale elettrico , con estrema linearità ed ampia dinamica.

IL PREAMPLIFICATOREPermette di trasformare l’alta impedenza microfonica in una bassa impedenza, necessaria per l’eventuale collegamento di un cavo di prolunga.

STADIO DI PONDERAZIONEContiene i filtri per la ponderazione A, B, C e D (tutti o solo alcuni, a seconda del tipo di fonometro, tuttavia la ponderazione A è obbligatoria su tutti i fonometri))

STADIO RIVELATOREDetermina il valore efficace (RMS) del segnale, utilizzando diverse costanti di tempo di integrazione (Slow, Fast, Impulse)

STADIO INTEGRATORE MEDIATORECalcola il Livello sonoro equivalente Leq e il SEL tramite una integrazione analogica, o, come negli strumenti moderni, come sommatoria di pressioni.

9

Microfoni di misura OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Il microfono è il trasduttore che converte la pressione acustica in un segnale elettrico.

Tipologia di microfono Fenomeno utilizzato per la trasduzione

Microfoni MAGNETODINAMICI Moto di un conduttore in un campo magnetico

Microfoni A CONDENSATORE Variazione di capacità dovuta di un condensatore dovuta al moto di una delle armature

Microfoni PIEZOELETTRICI Fenomeni piezoelettrici

10

Microfoni di misura a condensatoreI microfoni di misura di migliore qualità sono quelli del tipo a condensatore, che garantiscono un’ampia linearità sia in frequenza che in ampiezza.

1

2

Rp

∆Vp

C(t)

3

4

∆V(t)

Microfono PolarizzatoreAl pream-plificatore

Schema Circuito equivalenteL’azione della pressione sonora P(t) varia la distanza tra la membrana e l’elettrodo fisso (che costituiscono il condensatore) e quindi la loro capacità C(t).Poiché la carica Q sulle armature del condensatore è mantenuta fissa mediante la tensione di polarizzazione (200 V), la differenza di potenziale ai capi del condensatore microfonico ∆V(t)=Q/C(t) varia con lo stesso andamento di P(t).

Foro di equaliz-zazione(pressione interna uguale a pressione atmosferica esterna)

Griglia protettiva Diaframma (o membrana)

Controlettrodo

Isolante

Conduttore

1 2

11

Tipologie di microfoni di misura a condensatore

I microfoni di misura a condensatore possono essere di due tipi:

Microfono non polarizzatoNecessita di una tensione di polarizzazione continua di 200 V per caricare le armature del condensatore.

Microfono prepolarizzatoIl diaframma è costituito da un polimero ricoperto con una pellicola metallica caricata elettricamente in fabbrica (elettrete).Si riconosce dalle due linee parallele sulla base del microfono

NB1. Non applicare mai la tensione di polarizzazione ad un microfono

prepolarizzato2. Il diaframma è molto sottile e delicato (per questo è protetto dalla

griglia): non toccarlo mai con le dita o con oggetti.

12

Tipologie di microfoni di misura a condensatore

I microfoni di misura a condensatore sono costruiti con dimensioni standardizzate:• microfoni da 1’ (da 1 pollice), • microfoni da 1/2’ (da mezzo pollice), • microfoni da 1/4’ (da un quarto di pollice),• microfoni da 1/8’ (da un ottavo di pollice).

A seconda delle dimensioni variano le caratteristiche del microfono e quindi la scelta dovrà essere effettuata a seconda delle caratteristiche che meglio si adattano al tipo di misura da effettuare.

13

Tipologie di microfoni di misura a condensatore

Una ulteriore classificazione può essere effettuata in base al tipo di utilizzo: 1. microfoni per campo libero (o ad incidenza frontale)2. microfoni per campo diffuso (o ad incidenza casuale).

I microfoni del primo tipo (generalmente forniti di serie nei fonometri venduti in Italia)sono progettati per misurare onde sonore che provengono da una ben definita direzione, che viene detta direzione ad incidenza frontale o a 0°.In pratica tali microfoni per fornire una risposta ottimale devono essere puntati nella direzione in cui si trova la sorgente.Se vengono usati in campo diffuso tendono a sottostimare la misura, soprattutto alle alte frequenze.

I microfoni del secondo tipo sono progettati per fornire una risposta ottimale quando sono immersi in un campo diffuso, come si ha in una camera riverberante o, comunque, in un ambiente chiuso con pareti fortemente riflettenti e diffondenti.

Se vengono usati in campo libero è bene orientarli con un angolo di incidenza di circa 70°rispetto alla direzione della sorgente.

14

Caratteristiche dei microfoni di misura: sensibilitàLe principali caratteristiche dei microfoni di misura sono:• la sensibilità;• la gamma dinamica;• la risposta in frequenza;• la direzionalità.

SENSIBILITA’E’ definita come rapporto tra il valore del segnale elettrico generato in uscita (in mV) ed il valore della pressione sonora incidente (in Pa).La sensibilità del microfono aumenta all’aumentare delle sue dimensioni (o meglio all’aumentare delle dimensioni della membrana) ed è sempre riportata nella carta di calibrazione fornita dal produttore.

Tipici valori di sensibilità di microfoni di misura a condensatoreDimensioni Sensibilità (mV/Pa)

1” 50

1/2” 10 ÷ 50

1/4” 1 ÷ 4

15

Caratteristiche dei microfoni di misura: gamma dinamicaGAMMA DINAMICA

E’ il range tra il più alto valore di livello sonoro ed il più basso misurabili. Naturalmente il limite inferiore della gamma non può essere inferiore al rumore di fondo elettrico del circuito.Il valore superiore dipende dalla elasticità del diaframma, che se sollecitato oltre un certo limite introduce delle distorsioni.

Tipici valori di gamma dinamica di microfoni di misura a condensatore

Dimensioni Soglia inferiore (dB) Soglia superiore (dB)

1” 0 ÷ 10 ~150

1/2” ~15 ~150

1/4” ~40 ~170

1/8” ~70 ~180

16

Caratteristiche dei microfoni di misura: risposta in frequenzaRISPOSTA IN FREQUENZA

Tiene conto della variazione della sensibilità con la frequenza.L’ideale sarebbe una risposta costante per tutte le frequenze che si intende misurare, ma ciò non è possibile: in generale la risposta è costante fino ad un certo valore di frequenza (frequenza di taglio) al di sopra della quale la sensibilità diminuisce rapidamente.

La risposta in frequenza aumenta al diminuire delle dimensioni del microfono.

501”

1/2”

1/4”1/8”

10

2

1

mV

2 5 20k 40k 100k 200k f (Hz)

17

Caratteristiche dei microfoni di misura: risposta in frequenza

0

5

-5

-10

-15

-20100 1k 10k 100kFrequenza (Hz)

Ris

post

a (d

B)

Risposta di un microfono da 1/2” da campo libero per incidenza normale (curva continua) e per incidenza diffusa (curva tratteggiata)

La risposta in frequenza dipende anche dal tipo di campo in cui il microfono si trova ad operare. Il diverso comportamento è dovuto alla perturbazione del campo dovuto alla diffrazione sul corpo del microfono quando esso è investito da onde sonore diffuse. Ciò diventa rilevante quando la lunghezza d’onda comincia ad essere paragonabile con le dimensioni del microfono.

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Caratteristiche dei microfoni di misura

DIREZIONALITA’E’ data dalla variazione della sensibilità al variare dell’angolo di incidenza dell’onda sonora sul diaframma del microfono.

Si possono avere due tipi di microfono:• direzionali, che hanno una risposta massima per un particolare angolo di incidenza ed una risposta via via decrescente man mano che ci si allontana da tale angolo;• omnidirezionali, che hanno la stessa risposta per qualunque angolo di incidenzadell’onda sonora sul diaframma.

La direzionalità del microfono dipende dalle sue dimensioni e dalla frequenza.Quando la lunghezza d’onda della radiazione incidente è confrontabile con le dimensioni del microfono, questo si comporta come direzionale.Pertanto i microfoni di dimensioni più piccoli risultano omnidirezionali su un rangedi frequenze più ampio.

19

Caratteristiche dei microfoni di misura: direzionalità0°

45°

90°

135°180°

225°

270°

315°

Omnidirezionale Cardioide

Supercardioide Ipercardioide Bidirezionale (a otto)

20

Preamplificatore microfonico

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Il preamplificatore funziona principalmente come adattatore di impedenza, consentendo così di collegare il microfono (avente alta impedenza, tipicamente 300 MΩ per i microfoni a condensatore) con la catena elettronica di misura ( a bassa impedenza) utilizzando cavi di prolunga, senza perdere per riflessione gran parte del segnale prodotto dal microfono.

21

Attenuatore di ingresso

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Consente di selezionare la gamma di misura (dinamica, fondo scala) del fonometro.

Es.Il fonometro B&K m. 2240 ha due gamme di misura: 30 ÷ 110 dB e 60 ÷ 140 dB.

Il fonometro B&K m. 2231 ha sette gamme di misura da 70 dB ciascuna, parzialmente sovrapposte, che consentono di eseguire misure da 24 a 113 dB(A) e da 30 a 133 dB(A) con l’uso di un attenuatore aggiuntivo.

22

Dinamica

DINAMICA E’ la massima escursione di ampiezza (dal valore minimo al valore massimo) del segnale misurabile

DsegnaleDmisura

Lo strumento misuratore dovrà avere una dinamica di misura (Dmisura) più ampia possibile

Overload

Underrange

Dsegnale Dmisura

NB: Il LIMITE INFERIORE della dinamica dello strumento non potrà mai essere più basso del rumore elettrico

23

Amplificatore con indicatore di overload

L’amplificatore riceve ed amplifica il segnale proveniente dal preamplificatore, garantendo una risposta in frequenza adeguata alla banda passante del microfono. Nel caso in cui il segnale sia al di fuori della gamma di misura prescelta il sistemadetto di “overload” segnala il fatto, in modo che l’operatore possa intervenire adeguando il fondo scala ovvero, nel caso di analisi di dati registrati, eliminando i dati in cui si sia verificato l’underrange o l’overrange.

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Underrange: Il livello sonoro misurato dal fonometro è inferiore al fondo scala minimo impostato.

Overrange: Il livello sonoro misurato dal fonometro è superiore al fondo scala minimo impostato.

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Rivelatore (Stadio di ponderazione nel tempo)

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

E’ un componente fondamentale che trasforma (convertitore RMS) la tensione alternata del segnale elettrico proveniente dalla catena strumentale precedente in una tensione continua proporzionale al valore efficace o al valore di picco dell’onda acustica misurata.

Successivamente, il valore efficace (in Volt) della tensione viene convertito (mediante un convertitore logaritmico) in un valore efficace del livello di pressione (in dB).

25

Il convertitore RMS

Pertanto il rivelatore converte il valore istantaneo della pressione sonora in misura nel valore quadratico PRMS mediato in un intervallo di tempo molto breve τ

( ) 21 ( )t

RMSt

P t P t dtτ

τ

+

= ∫e quindi ottiene il livello efficace di pressione sonora valutato nello stesso intervallo di tempo τ

( )2

22 2

0 0

110 10 ( )t

RMSP

t

PL t Log Log P t dtP P

τ

τ

+⎡ ⎤⎛ ⎞= = ⎢ ⎥⎜ ⎟

⎝ ⎠ ⎣ ⎦∫

Ovviamente, il valore ottenuto dipende dal valore scelto per l’intervallo di tempo τ

26

Il convertitore RMS: le costanti di tempo Slow e Fast

Sulla base della normativa internazionale sono stati standardizzati due intervalli di tempo, su cui il rivelatore deve effettuare la media quadratica:

Costante di tempo SLOW = 1 secondo1

Viene utilizzata nel caso di segnali variabili lentamente nel tempo

Lp,slow

Costante di tempo FAST1/8 secondo = 0.125 s = 125 ms

2

Viene utilizzata nel caso di segnali variabili velocemente nel tempo

τslow = 1 s

τfast = 125 ms Lp,fast

27

Il convertitore RMS

N.B.1 In realtà negli apparati di misura fonometrici la media temporale, sia con costante di tempo SLOW che FAST, non è lineare come previstodalla formula

( ) 21 ( )t

RMSt

P t P t dtτ

τ

+

= ∫

ma è di tipo esponenziale, con legge che tende a dare un peso minore ai valori istantanei “più vecchi”.

Tutto ciò nei vecchi fonometri veniva realizzato in modo analogico mediante opportuni circuiti RC (resistenza-capacità): di qui il termine costante di tempo.

N.B.2Come si vedrà più avanti, la media quadratica di tipo lineare viene utilizzata nel blocco integratore-mediatore per calcolare il valore equivalente continuo del livello di pressione sonora. In questo caso l’intervallo di integrazione viene impostato dall’operatore ma è sempre molto più grande delle costanti di tempo Slow e Fast (tipicamente da diversi secondi o minuti fino a diverse ore o addirittura diversi giorni).

28

Il convertitore RMS: la costante di tempo Impulse

Esiste una terza costante di tempo standardizzata::

3 Costante di tempo IMPULSEP

29

Viene utilizzata nel caso di segnali impulsivi, cioè di brevissima durata e con andamento dapprima crescente a partire dal valore del rumore di fondo, fino ad un valore massimo e poi decrescente, fino a tornare al valore del rumore di fondo

Lp,impulseτimpulse = 1.5 s (in discesa)

τimpulse = 35 ms (in salita)

t

Il convertitore RMS: la costante di tempo Impulse

N.B.Con la costante di tempo Impulse lo strumento di misura risponde molto velocemente all’aumentare della pressione sonora (il tempo di salita di 35 msè paragonabile al tempo di risposta dell’orecchio umano) consentendo così di calcolare il valore efficace del massimo dell’impulso.

Viceversa, il tempo di discesa è molto lungo (1,5 secondi). In realtà ciò era necessario nei vecchi fonometri con indicatore a lancetta per rendere possibile la lettura del valore massimo (efficace) raggiunto in concomitanza con l’evento impulsivo. Nei moderni strumenti con display digitale ciò non sarebbe più necessario.

N.B. La costante di tempo Impulse viene usata soltanto per la verifica della presenza di eventi impulsivi con le modalità previste dalla normativa: durata dell’evento (distanza temporale tra due punti prima e dopo il massimo e con livello inferiore di 10 dB rispetto al livello massimo) inferiore a 1 secondo misurato in Fast e differenza tra valore massimo Impulse e valore massimo Slow maggiore di 6 dB.Per consentire tale riconoscimento gli strumenti moderni campionano e registrano il livello sonoro con tutte e tre le costanti di tempo e registrano il valore massimo (Livello di picco) dell’impulso.

30

Rivelatore: il livello di piccoIL LIVELLO DI PICCO

La valutazione del livello di picco consiste nel memorizzare il massimo valore assoluto (picco positivo o negativo) del segnale P(t).

RMSFSI

Parametri misuratiLPL

LmaxLminLeqSEL

RMS

Parametri misuratiLpeakLmaxP

T<100ms

La valutazione viene effettuata con un rivelatore costituito da un circuito simile a quello RMS ma con costante di tempo molto piccola (<100 µs, i migliori strumenti utilizzano tempi di salita di 20 µs).

Il rapporto tra valore di picco e valore efficace è detto Fattore di Cresta:• per un segnale stazionario sinusoidale è pari a √2• un valore superiore è indice di variabilità del segnale

31

Integratore mediatore OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Il sistema integratore-mediatore consente di determinare il Livello sonoro equivalente continuo (Leq), definito come

22

0 0

110 ( )totT

eqtot

L Log P t dtT P⎡ ⎤

= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

∫

In questo caso la media è estesa al tempo totale prescelto dall’operatore (dall’istante in cui si preme il pulsante di avvio fino a quando si arresta la misura).La media non ha memoria dei valori assunti dalla pressione sonora prima dell’avvio della misura ed è di tipo lineare (ovvero tutti i valori istantanei della pressione sonora contribuiscono in eguale misura.

32

Integratore mediatore: il livello sonoro equivalente continuo

Il Livello sonoro equivalente continuo (Leq) è il livello di un rumore continuo stazionario che ha la stessa energia del rumore fluttuante durante lo stesso intervallo di misura.

Esso consente di caratterizzare un rumore con un unico indice numerico che viene spesso utilizzato dalla normativa per valutare l’entità del disturbo sonoro.

Molto spesso si deve valutare il Livello equivalente continuo su un periodo di misura totale Ttot, costituito da diversi sottointervalli di misura Ti, all’interno dei quali viene misurato il Livello di pressione sonora Lpsi (che in realtà spesso non è altro che il Leq,i nel sottointervallo di misura i-esimo:

0.1,

1

110 10 i

tot

nLps

eq T iitot

L Log TT =

⎡ ⎤⎛ ⎞= ⎢ ⎥⎜ ⎟

⎝ ⎠⎣ ⎦∑Formula per

valori discreti:

33

IL RUMORE DOVUTO A SINGOLI EVENTI: IL SEL

Spesso si ha a che fare con il disturbo dovuto a eventi rumorosi di durata limitata nel tempo ma che si verificano ripetutamente nel corso di un certo periodo di tempo. (Ad es. rumore ferroviario, rumore aeronautico)

Lp,A

Lmax

Lres

t1 t2t’1 t’2 t

In questi casi, il livello equivalente continuo non può essere utilizzato come indicatore della rumorosità dell’evento, in quanto il valore ottenuto dipenderebbe troppo dalla scelta operata sull’intervallo di tempo t1 - t2 su cui valutare il Leq.

34

Il rumore dovuto a singoli eventi: il SEL

Per questa tipologia di eventi sonori si definisce e si utilizza il Livello di singolo evento o SEL (“Single Event Level”)

35

t

è il livello sonoro che, mantenuto costante per un periodo di tempo pari ad 1 secondo è associato ad una energia totale pari a quella dell’evento sonoro reale

Lp,A

Lmax

Lmax -10

t1 t2

2

1

( )10

0

110 10pL tt

t

SEL Log dtT

= ∫

SEL(Single Event Level)

in realtà(Sound Exposure Level)

con T0 = 1 secondo

Il rumore dovuto a singoli eventi: il SEL

Il SEL non costituisce un indice di valutazione ma rappresenta una grandezza per il calcolo di indici basati sull’energia media cui risulta sottoposta la comunità disturbata

10

1

110 10iSELN

eqi

L LogT =

= ∑Questi indici possono essere il Livello equivalente continuo (Leq), il livello sonoro diurno-notturno (Ldn) ecc.

Per valutare il Livello equivalente in presenza di rumori prodotti dal ripetersi di singoli eventi, non è necessario rilevare durante tutto l’intervallo di misura il livello equivalente, ma è sufficiente determinare i valori di SEL per gli eventi sotto osservazione

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Stadio di ponderazione in frequenza

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Lo stadio di ponderazione in frequenza è costituito da filtri che, in linea di principio, consentono di simulare la risposta in frequenza dell’orecchio umano, al fine di meglio valutare il disturbo prodotto da un rumore su un individuo.

Sono state standardizzate a livello internazionale quattro curve di ponderazione: A, B, C, D.

Nei fonometri deve essere sempre presente il filtro di ponderazione A.

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Stadio di ponderazione: le curve di ponderazione

Le curve di ponderazione

La curva di ponderazione B:

Fornisce l’attenuazione prevista dall’isofonica di 40 phon: tiene conto della risposta dell’orecchio umano attenuando drasticamente le frequenze inferiori a 1 kHz ed esaltando quelle tra 1 kHz e 5 kHz.E’ la curva di ponderazione più utilizzata

La curva di ponderazione C:Fornisce l’attenuazione corrispondente alla Fornisce l’attenuazione corrispondente alla isofonica di 100 phon: isofonica di 100 phon: simula la risposta simula la risposta dell’orecchio umano ai rumori molto fortidell’orecchio umano ai rumori molto forti

La curva di ponderazione A:

Fornisce l’attenuazione corrispondente Fornisce l’attenuazione corrispondente alla isofonica di 70 phonalla isofonica di 70 phon

La curva di ponderazione D: Tipica per la caratterizzazione del Tipica per la caratterizzazione del rumore prodotto da traffico aereorumore prodotto da traffico aereo

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Stadio di ponderazione: il livello equivalente continuo ponderato A

Livello di pressione sonora ponderato mediante la Curva A

Largamente usato da quando ci si è resi conto che, nel caso di rumori a banda larga privi di componenti tonali dominanti, esiste generalmente una buona correlazione fra i valori di livello espressi in dB(A) e l’entità del disturbo associato al rumore.

Anche quando si utilizzano indici di valutazione più complessi, essi sono quasi sempre basati sul livello sonoro ponderato A

Eccezione: quando l’indice di valutazione richiede la stima dello spettro del rumore.

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Stadio di ponderazione: Filtri per l’analisi in frequenza

Mentre la presenza del filtro di ponderazione A (analisi a banda larga) è obbligatoria, solo in alcuni fonometri sono presenti filtri di tipo passa-banda (a bande di ottava e in alcuni casi a bande ancora più strette, ma sempre a larghezza percentuale costante).Essi, se presenti, consentono di effettuare l’analisi in frequenza del segnale e, in questo caso, il fonometro integratore viene detto analizzatore.

Nei fonometri più vecchi i filtri sono di tipo analogico, per cui l’analisi alle varie bande di frequenza avviene in modo sequenziale. Ciò costituisce una forte limitazione per l’analisi di rumori la cui composizione in frequenza è variabile nel tempo.Nei fonometri più moderni i filtri sono digitali, il che consente una analisi in frequenza in tempo reale a tutte le bande.

Solitamente nei fonometri si hanno due tipologie di filtri: Filtri in bande di ottavaFiltri in bande di terzi d’ottava

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Le usciteOL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Nei fonometri (tranne in quelli più economici) sono generalmente presenti diversi tipi di uscita del segnale da inviare a diverse periferiche, quali ad esempio registratori, stampanti, PC ecc..Uscita ACIl segnale in tensione è proporzionale al valore istantaneo della pressione sonora. L’uscita può essere collegata ad un registratore magnetico a nastro o campionata con convertitore A/DUscita DCIl segnale viene prelevato dopo il rivelatore. Non fornisce il livello equivalente ma un livello istantaneo Fast o Slow a seconda della costante di tempo utilizzata. L’uscita può essere collegata ad un registratore grafico di livello o campionata A/D

Uscita seriale/USBPresente solo nei modelli più recenti, consente di riversare i dati direttamente su un computer e in alcuni modelli di collegare il fonometro con una stampante.

41

Strumento di lettura

OL AC DC

M PA A1 G P R IM A2 S

Lo strumento di lettura consente di visualizzare i risultati della misura.

Di tipo analogico a lancettaNegli strumenti di misura più vecchi:

Display digitaleNegli strumenti di misura attuali:

Fonometro istantaneo: quando si visualizzano i valori dei livelli di pressione con l’uso delle costanti di tempo

Fonometro integratore: quando si visualizzano i valori dei livelli equivalenti, ottenuti mediante integrazione con l’uso delle costanti di tempo

42

Omologazione e taratura

Prove per verificare l’idoneità di un fonometro

Prove di tipo (Omologazione)

Vengono eseguite su un numero ridotto di esemplari di un nuovo modello di fonometro a fini di omologazione. Sono generalmente eseguite presso i laboratori metrologici nazionali e la omologazionale è normalmente accettata anche negli altri Paesi

Verifiche periodiche (Taratura)

Sono eseguite con periodicità stabilità dalle normative nazionali presso laboratori accreditati, in modo da garantire che essi rispondono a stringenti criteri di competenza e qualità. In Italia i laboratori devono essere accreditati dal SIT (Servizio di Taratura in Italia). Attualmente sono sette.

43

Certificato di taratura emesso da un centro SIT

Alla relazione tecnica va sempre allegata una copia del certificato di taratura valido e relativo alla catena strumentale utilizzata.

Il certificato di taratura va rinnovato ogni due anni come previsto dal DM 16/3/98 –Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acustico.

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La calibrazione

Prove per verificare il mantenimento delle condizioni di taratura al momento di effettuare misure:

Calibrazione

Consiste nella verifica sul campo del buon funzionamento del fonometro, o meglio, della intera catena di misura.

N.B. Deve essere effettuata prima e dopo ogni misura

Viene effettuata con strumenti portatili che possono essere di due tipi:

1. Calibratori elettromeccanici (pistonofoni)2. Calibratori elettroacustici (calibratori)

45

Calibratori

Il modello 4231, attualmente prodotto, presenta una precisione di +/- 0.2 dB che soddisfa i requisiti richiesti per la classe 1. Fornisce sempre un segnale sinusoidale alla frequenza di 1000 Hz con due livelli di pressione selezionabili di 94 dB e 114 dB.

Permette la calibrazionedi microfoni da un pollice e da mezzo pollice ed è alimentato con due batterie del tipo AA.

Poiché la precisione fornita dal modello 4230 non risponde ai valori richiesti per la classe 1 tale calibratore è stato sostituito con un modello più recente il: 4231 B&K

Calibratore B&K4231 +/- 0.2 dB

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Calibratori

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