噪声及振动环境
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第六章 噪声及振动环境
第一节 声音及其度量
一、声音的基本概念
频率、波长、声速
二、声音的物理度量
声压、声压级、声压级合成法则、频谱分析
三、人耳对声音的主观感觉
声音的响度级与响度 、计权声级 、等效连续 声级、统计声级
第一节 声音及其度量
一、声音的基本概念
物体的振动产生声音，振动发声的物体 被称为声源。
第一节 声音及其度量
波长和声速
声波在一个波动的周期内传播的距离称 为波长，记作λ, 单位为m。
声波在媒介中传播的速度称为声速，用c 表示，单位为m/s。
cf
第一节 声音及其度量
频率、波长和声速之间的关系
c f
式中 ，λ为波长（m）；c 为声速（m／ s）；f 为频率（HZ）。
二、声音的物理度量
三、人耳对声音的主观感觉
声音的响度级与响度 计权声级 等效连续声级 统计声级
（一）声音的响度级与响度
响度级是人们对噪声进行主观评价的一 个基本量，用LN表示，单位为方(phon)
响度级(方值)就等于与该声音同样响度的 1000赫兹纯音的声压级。
等响度曲线
声音的响度
声音的响度是人耳对声音强度所产生的主 观感觉量，它与人对声音响亮程度的主观 感觉成正比 .
二、声音的物理度量
（二）声压级表达式
Lp
20 lg
p p0
式中，为声压级（dB）；P 为声压 （Pa）； P0为基准声压（P0=2×10-5 Pa）。
声压 N/m2
630 200 63 20 6.3 2.0 0.63 0.20
表6-1 各种环境的声压和声压级
声压 级
/dB
环境举例
150 火箭发射 140 喷气式飞机附近 130 开坯锻锤，铆钉枪 120 大型球磨机 110 大型鼓风机附近 100 纺织车间 90 汽车喇叭声 80 公共汽车上
总声压级
LPt
10lg
n
100.1LPi
i1
（i= 1,2,…,n）
求总声压级的公式推导
根据声压合成法则有
Pt2 Pi2 Pb2
背景声压级计算如下
LPi 10 lg(100.1Lpt 100.1LPb )
（三）频谱分析
什么是频谱？ 各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同
707～ 1414
1414 ～
2828
125
90～ 180
4000
2828 ～
5656
250
500
180～ 354～
354
707
8000 16000
5656～ 11212～ 11212 22424
（三）频谱分析
频谱图 各频率成分与能量分布关系的图形称为
频谱图
以频率为横坐标，以声压级(或声功率级) 为纵坐标进行绘图，如图所示。
声压级合成法则
在实际噪声环境中，往往有多个声 源同时存在，几个不同的声源同时 作用在声场中同一点上，它们产生 的总声压可以通过能量合成的原则 进行计算。
二、声音的物理度量
若在某点分别测得几个声源的声压为P1， P2，…，Pn，该点总声压Pt 满足
n
Pt2 Pi2 i1
（i= 1,2,…,n）
声压 N/m2
声压级 /dB
环境举例
0.063
70
0.020
60
0.0063 50
0.0020 40
0.00063 30
0.00020 20
0.000063 10
0.000020 0
繁华大街上 普通说话 微型电机工作时 安静房间内 轻声谈话 树叶落下的沙沙声 乡村安静夜晚 刚刚能听到的声音
二、声音的物理度量
（一）声压、声压级
声波在空气传播过程中，引起空气质点 振动导致空气压强变化叫声压。
声压是表示声音强弱的物理量，用P表示， 单位是帕（Pa）。
二、声音的物理度量
声 压 级
通常用对数值来度量声压，称为声压级。
声压级是声压与基准声压之比的以10为底 的对数乘以20，用符号Lp表示，单位是 分贝（dB）。
（三）频谱分析
n log2
f1 f2
或Baidu Nhomakorabea
f1 2n f2
n 式中 为倍频程数。
f1 为上限频率，f2 为下限频率
几何中心频率
f0 f1 f2
表6-3 倍频程的频率范围
中心频 率/Hz
31.5
63
频率范 22.5～ 45～
围/Hz 45
90
中心频 率/ Hz
1000
2000
频率范 围/Hz
响度与响度级的关系式为
LN 40 33.22 lg N
N 20.1LN 40
总响度
Nt Nm F ( Nt Nm )
式中，Nt为总响度指数（宋）；Nm为各 频带中响度指数最大者；∑Nt为所有频带 的响度指数之和；F为倍频程选择系数。 对倍频程，F =0.3；对1/3倍频程， F=0.15。
（二）计 权 声 级
声级 通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简
称声级。 为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致，
通常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听 觉在不同频率上的不同感受特性的计权网络， 对被测噪声进行测量。通过计权网络测得的声 压级称为计权声级，简称声级。它是在人耳可 听范围内按特定频率计权而合成的声压级。
声振动、纯音、复合音、乐音、噪声 声音的形成是由振动的发生与传播这两
个环节组成。
第一节 声音及其度量
三个重要的物理量 声音的频率 声音的波长 声音传播的速度
第一节 声音及其度量
频 率
声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表 示，单位为赫兹（Hz）。
在声频范围内，声波的频率愈高，声音 显得愈尖锐；反之，显得低沉。
频率的声音复合而成。具有不同频率(或频段)成 分的声波具有不同的能量，这种频率成分与能量 分布的关系称为声的频谱。
什么是频谱分析？
将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成为 频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。
（三）频谱分析
什么是频程？ 为了便于实际测量和分析，人为地把声频 范围划分为几个小的频段，在每一个频段 中，上限频率与下限频率之间的距离称为 频程，它以上限频率和下限频率之比的对 数表示，此对数通常以2为底。
（二）计 权 声 级
频率计权电网络
在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计 权电网络，使接收的声音按不同程度进行频率滤波，以模拟人 耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络，
其中
A 计权网络是模拟人耳对40 方纯音的响应，当信号通过时， 其低频段（500Hz 以下）的声音有较大的衰减； B 计权网络是模拟人耳对70 方纯音的响应，它使接收、通过 的低频声音有一定的衰减；
第一节 声音及其度量
一、声音的基本概念
频率、波长、声速
二、声音的物理度量
声压、声压级、声压级合成法则、频谱分析
三、人耳对声音的主观感觉
声音的响度级与响度 、计权声级 、等效连续 声级、统计声级
第一节 声音及其度量
一、声音的基本概念
物体的振动产生声音，振动发声的物体 被称为声源。
第一节 声音及其度量
波长和声速
声波在一个波动的周期内传播的距离称 为波长，记作λ, 单位为m。
声波在媒介中传播的速度称为声速，用c 表示，单位为m/s。
cf
第一节 声音及其度量
频率、波长和声速之间的关系
c f
式中 ，λ为波长（m）；c 为声速（m／ s）；f 为频率（HZ）。
二、声音的物理度量
三、人耳对声音的主观感觉
声音的响度级与响度 计权声级 等效连续声级 统计声级
（一）声音的响度级与响度
响度级是人们对噪声进行主观评价的一 个基本量，用LN表示，单位为方(phon)
响度级(方值)就等于与该声音同样响度的 1000赫兹纯音的声压级。
等响度曲线
声音的响度
声音的响度是人耳对声音强度所产生的主 观感觉量，它与人对声音响亮程度的主观 感觉成正比 .
二、声音的物理度量
（二）声压级表达式
Lp
20 lg
p p0
式中，为声压级（dB）；P 为声压 （Pa）； P0为基准声压（P0=2×10-5 Pa）。
声压 N/m2
630 200 63 20 6.3 2.0 0.63 0.20
表6-1 各种环境的声压和声压级
声压 级
/dB
环境举例
150 火箭发射 140 喷气式飞机附近 130 开坯锻锤，铆钉枪 120 大型球磨机 110 大型鼓风机附近 100 纺织车间 90 汽车喇叭声 80 公共汽车上
总声压级
LPt
10lg
n
100.1LPi
i1
（i= 1,2,…,n）
求总声压级的公式推导
根据声压合成法则有
Pt2 Pi2 Pb2
背景声压级计算如下
LPi 10 lg(100.1Lpt 100.1LPb )
（三）频谱分析
什么是频谱？ 各种声源发出的声音大多是由许多不同强度，不同
707～ 1414
1414 ～
2828
125
90～ 180
4000
2828 ～
5656
250
500
180～ 354～
354
707
8000 16000
5656～ 11212～ 11212 22424
（三）频谱分析
频谱图 各频率成分与能量分布关系的图形称为
频谱图
以频率为横坐标，以声压级(或声功率级) 为纵坐标进行绘图，如图所示。
声压级合成法则
在实际噪声环境中，往往有多个声 源同时存在，几个不同的声源同时 作用在声场中同一点上，它们产生 的总声压可以通过能量合成的原则 进行计算。
二、声音的物理度量
若在某点分别测得几个声源的声压为P1， P2，…，Pn，该点总声压Pt 满足
n
Pt2 Pi2 i1
（i= 1,2,…,n）
声压 N/m2
声压级 /dB
环境举例
0.063
70
0.020
60
0.0063 50
0.0020 40
0.00063 30
0.00020 20
0.000063 10
0.000020 0
繁华大街上 普通说话 微型电机工作时 安静房间内 轻声谈话 树叶落下的沙沙声 乡村安静夜晚 刚刚能听到的声音
二、声音的物理度量
（一）声压、声压级
声波在空气传播过程中，引起空气质点 振动导致空气压强变化叫声压。
声压是表示声音强弱的物理量，用P表示， 单位是帕（Pa）。
二、声音的物理度量
声 压 级
通常用对数值来度量声压，称为声压级。
声压级是声压与基准声压之比的以10为底 的对数乘以20，用符号Lp表示，单位是 分贝（dB）。
（三）频谱分析
n log2
f1 f2
或Baidu Nhomakorabea
f1 2n f2
n 式中 为倍频程数。
f1 为上限频率，f2 为下限频率
几何中心频率
f0 f1 f2
表6-3 倍频程的频率范围
中心频 率/Hz
31.5
63
频率范 22.5～ 45～
围/Hz 45
90
中心频 率/ Hz
1000
2000
频率范 围/Hz
响度与响度级的关系式为
LN 40 33.22 lg N
N 20.1LN 40
总响度
Nt Nm F ( Nt Nm )
式中，Nt为总响度指数（宋）；Nm为各 频带中响度指数最大者；∑Nt为所有频带 的响度指数之和；F为倍频程选择系数。 对倍频程，F =0.3；对1/3倍频程， F=0.15。
（二）计 权 声 级
声级 通过计权网络测得的声压级称为计权声级，简
称声级。 为使噪声测量结果与人对噪声的主观感觉量一致，
通常在声学测量仪器中，引入一种模拟人耳听 觉在不同频率上的不同感受特性的计权网络， 对被测噪声进行测量。通过计权网络测得的声 压级称为计权声级，简称声级。它是在人耳可 听范围内按特定频率计权而合成的声压级。
声振动、纯音、复合音、乐音、噪声 声音的形成是由振动的发生与传播这两
个环节组成。
第一节 声音及其度量
三个重要的物理量 声音的频率 声音的波长 声音传播的速度
第一节 声音及其度量
频 率
声源每秒钟振动的次数称为频率，以f表 示，单位为赫兹（Hz）。
在声频范围内，声波的频率愈高，声音 显得愈尖锐；反之，显得低沉。
频率的声音复合而成。具有不同频率(或频段)成 分的声波具有不同的能量，这种频率成分与能量 分布的关系称为声的频谱。
什么是频谱分析？
将声源发出的声音强度按频率顺序展开，使其成为 频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。
（三）频谱分析
什么是频程？ 为了便于实际测量和分析，人为地把声频 范围划分为几个小的频段，在每一个频段 中，上限频率与下限频率之间的距离称为 频程，它以上限频率和下限频率之比的对 数表示，此对数通常以2为底。
（二）计 权 声 级
频率计权电网络
在声学测量仪器中，通常根据等响度曲线，设置一定的频率计 权电网络，使接收的声音按不同程度进行频率滤波，以模拟人 耳的响度感觉特性。一般设置A、B 和C 三种计权网络，
其中
A 计权网络是模拟人耳对40 方纯音的响应，当信号通过时， 其低频段（500Hz 以下）的声音有较大的衰减； B 计权网络是模拟人耳对70 方纯音的响应，它使接收、通过 的低频声音有一定的衰减；