Шумові характеристики і методика вимірювання рівня шуму

Його Величність Шумомір

Міжнародні стандарти, що визначають засоби і методи вимірювання шуму, з'явилися відносно недавно – в кінці 60-х. Але вони стали результатом копіткої довголітньої праці багатьох і багатьох дослідників, що склали свої голови (у переносному розумінні, звичайно) в славу торжества науки. Адже потрудитися було над чим!

Головною проблемою на шляху отримання коректних кількісних оцінок став, так би мовити, людський чинник, адже шум (та і звук взагалі) – явище швидше психофізіологічне, чим чисто фізичне. Тому для кількісної оцінки шуму потрібно було взяти до уваги не тільки фізичні властивості самого явища, але і його сприйняття людиною і вплив на організм. Дійсно, людське вухо, в термінах електроніки, є нелінійним перетворювачем звукових коливань і грає роль складного смугового фільтру (навіть цілого комплексу фільтрів): гучність низькочастотних, середньочастотних і високочастотних тональних звуків з однаковим рівнем звукового тиску в суб'єктивному сприйнятті буде різна (тон середньої частоти здається голоснішим за тони низької і високої частот). Абсолютно природно, що відповідь на питання, як врахувати психофизику шуму в його кількісних оцінках, можна було одержати тільки дослідним шляхом.

На початку 30-х років групою американських учених були проведені найважливіші практичні дослідження залежності суб'єктивної гучності звуку від його частоти. Результатом цих досліджень стало сімейство кривих, показуючих відмінність рівнів інтенсивності звуку для чистих тонів, що здаються однаково гучними. Надалі ці криві одержали назву контурів гучності (друга назва – криві Флетчера-Менсона).

Контури однакової гучності

Рис.1. Контури однакової гучності

На основі контурів однакової гучності (точніше, контурів, що відповідають рівням 40, 70 і 100 дБ) було запропоновано ввести в дослідницьку практику три методики частотного коректування рівнів звукового тиску для обліку особливостей сприйняття звуку людиною і отримання простої одно-числовой характеристики замість повного частотного аналізу шуму (у октавних або третьоктавных смугах частот) або ж додатково до нього. Зараз ці три методики іменуються частотними характеристиками корекції (зважування) A, B і C.

Частотні характеристики коректуючих схем A, B і C

Рис.2. Частотні характеристики коректуючих схем A, B і C

Треба відмітити, що стандартом де-факто стала характеристика А, і результати вимірювань рівнів звуку, скоректованих саме по цій характеристиці, фігурують в переважній більшості нормативних і технічних документів. Що стосується характеристик B і С, то перша канула в лету, друга ж все ще знаходить застосування в деяких галузях (зокрема, при дослідженні шуму реактивних двигунів і військової техніки).