Уровни акустических величин

Человек ощущает звук в широком диапазоне звуковых давлений p _зв. Стандартным порогом слышимости называют эффективное значение звукового давления (интенсивности), создаваемого гармоническим колебанием с частотой f = 1000 Гц, едва слышимым человеком со средней чувствительностью слуха.

Стандартному порогу слышимости соответствует звуковое давление p _o=2*10^-5 Па или интенсивность звука I _o=10^-12 Вт/м². Верхний предел звуковых давлений, ощущаемых слуховым аппаратом человека, ограничивается болевым ощущением и принят равным p _max = 20 Па и I _max= 1 Вт/м².

Величина слухового ощущения L при превышении звуковым давлением p _зв стандартного порога слышимости определяется по закону психофизики Вебера - Фехнера:

L = q lg(p _зв/ p _o),

где q - некоторая постоянная, зависящая от условий проведения эксперимента.

С учетом психофизического восприятия звука человеком для характеристики значений звукового давления p _зв и интенсивности I были введены логарифмические величины – уровни L (с соответствующим индексом), выраженные в безразмерных единицах – децибелах, дБ, названных в честь Грейма – Бела (увеличение интенсивности звука в 10 раз соответствует 1 Белу (Б) – 1Б = 10 дБ):

L_p = 10 lg (p / p ₀)² = 20 lg (p / p ₀),

L_I = 10 lg (I / I ₀)

Следует отметить, что при нормальных атмосферных условиях L_p = L_I.

По аналогии были введены также и уровни звуковой мощности:

L_w = 10 lg (W / W ₀),

где W ₀ = I ₀* S ₀ =10^-12Вт – пороговая звуковая мощность на частоте 1000 Гц, S ₀ = 1 м².

Уровень суммы нескольких величин определяется по их уровням L_i, i = 1, 2,..., n соотношением

где n - количество складываемых величин.

Если складываемые уровни одинаковы (L_i = L), то

L_s = L+ 10 lg n.

6. 2. Производственный шум, его источники и характеристики