英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
在LabVIEW环境中实现噪声计教学运用由于最近欧盟有关噪音保护的指令的实施以及更多的AGH-UST课程的学生将被教授声学测量的基础知识。提供声学测量领域不同层次理论背景的学生使用数字声音分析仪测量的实践培训。如果每个人学生可以自己使用设备，情况就会变得乐观。不幸的是，这种情况因为种种原因，而变得不可能。考虑到上述问题，我们开发并实现了一个专用的软件包在LabVIEW环境中，能详细研究与声音信号相关的问题并使用声级计测量，以及频谱分析任务，以及傅里叶分析。在介绍性的实验课上有这样的组织学生可以直接与预先编程的虚拟设备进行个人接触实现一个构造良好的学习过程。它确实有助于理解本质为进一步的实验室工作提供了良好的基础团队活动。
关键词：LabVIEW，声学，声级计，麦克风，自由领域调查，频率，响应
1.介绍
由于最近欧盟指令的实施，特别强调了噪音保护问题，以及该领域的学生培训对教育的需求越来越大。在AGH-UST课程中，除了专业振动声学程序，有许多类声学背景差得多的学生（例如来自采矿或地质部门）即使在听了声学计量的讲座之后声学信号的实际测量也常常出现严重的问题。与声学测量相关的实验室活动必须从概述声级计的计量特性和功能开始。只有经过这样的介绍学生可以开始常规声学测量（例如他们的工作环境或外部位置），或更专业的任务（如测量声功率、混响时间等）。如果每个学生都能有一个单独的测量仪器每个学生的测量练习增加了很多。不幸的是，由于实验小组和每个小组的学生人数由于专业人员的大量费用声音测量装置这种情况下预计最近都不会发生。目前，在波兰的技术实践中，声学专业设备占主导地位测量包括两个波兰公司的设备：斯万特和索诺潘，以及两个全球知名品牌：丹麦Br–uelamp;Kjaelig;r和挪威的诺索尼克。最常见的是那些设备是内置声级的数字声音分析器，其独立成本非常高的仪表-约数千波兰币。具体价格还取决于关于包含的软件和附加的数量设备的功能。专业声级计必须符合波兰标准PN-EN 61672（2005），并接受法定计量验证，根据波兰相关条例（2007年）批准。目前，符合上述要求的最便宜的专业设备由Sonopan公司生产。它生产的声级计，其功能集符合标准PN-EN 61672-1（2005）和政府波兰相关条例（2007年）。但这种设备的成本仍然超过中国制造的非专业设备的价格，如AZ8921或Monacor SM-2。中国的设备符合当地标准PN-EN 61672-1（2005），还有一些公司自己的标准，定价，这样的装置。实际上这些测量装置不符合许多标准和法律要求，不能用标准方法校准（PNEN 61672-32007）。因此，我们不能保证从这些测量中得到的结果的可靠性。缺乏可用性的问题缺少足够数量的专业声级计，导致实验室实验不能正常进行因此我们决定用LabVIEW，因为它的功能和存在性已经在许多不同的研究中得到证实。我们已尝试构造并实施实验室测量设置给学生们提供了一个机会对与声信号测量有关的问题使用声级计和频带分析（1/1和1/3倍频程滤波器）和窄带傅里叶分析（FFT）运用的软件包有LVSLM EDU v1（简称：LabVIEWSound Level MetersEDUcationversion1）实际的实现是基于第15届国际会议噪音控制2010（Baran nski R.，低成本声级基于LabVIEW的仪表）解决方案。在2010年第15届国际会议噪音控制上展示的软件已成为主流（与戴尔E1405笔记本电脑声卡结合使用计算机）用于常规应用的测试根据PNEN 61672-3（2007）标准和振动声学实验室使用的相应测量程序，在专业声级计的定期检查期间（Wszołek，Kłaczyʼnski，2008年）。结果是这种非专业测量的专业测试该装置被认为是相当令人满意的，并增强了作者进一步活动的动机建议的方向。本文介绍了上述软件的使用对教学实践的影响，并进行了详细的调查用于计算机测量的麦克风。由于实施了LVSLM EDU v1软件每个学生（每组15人）将能够有一个单独的设备他/她自己使用。所选问题的可视化将绝对有助于与声学测量相关的必要知识。
2.软件概念-声学测量基础
在吸收了与学生继续学习的声学现象用于声学测量的装置和相应的测量方法。使用的基本概念导言中有：声音（及相关的主观印象）、声压（及分贝刻度）、声谱、声场及类型声音信号。关于测量设备的基本知识必须包括声级计，测量麦克风和带通滤波器。如果这些基本知识纯粹是理论性的，学生把手放在设备上（目前通常高级数字声音分析仪），将在不知道他/她目前正在做什么的情况下进行测量。有些数字在闪烁在大多数情况下难以理解和正确解释。因此，新获得的理论知识在实践中得到及时的实施是非常重要的。也就是说，学生应该立即“感觉、听到和请参阅“设备设置对测量结果的影响。作者的实践教学体会目前的研究表明教学声级测量通过同时向学生演示模拟和数字仪表。在这种情况下学生更迅速地获得正确的配置方式特定类型被测设备的上下文中的设备信号。学习过程指的是声学测量中使用的基本思想必须从介绍声级计开始以及以下操作：bull;打开设备（不同制造商提供的不同设备类型的各种解决方案有时会使过程变得不那么简单），bull;设置适当的测量范围，bull;设置适当的频率加权（A、C，林/兹），bull;设置适当的时间权重（快、慢、脉冲），bull;测量（和/或读取）的配置测量量的参数（瞬时有效值声压级，最大声级，最小声级，峰值声级，当量声级、暴露声级），bull;设置测量时间，bull;使用参考声源校准设备（声学校准器）达到宣布的声级由给定设备的制造商在其参考范围内（如果设备提供多个测量范围）。了解各参数测量结果之间的相关性设备和产生并同时听到当模拟信号观察到指示刻度。因此，学生学得更快如何正确设置时间特性或测量范围。另外，光谱分析的可视化表示没有任何校正曲线的简单信号（噪声）（LIN/Z）然后是具有特定频率权重（A，C）的相同表示，可以快速理解频率特性对测量结果与矫正效果与人的主观印象。分贝音阶与声级等效值关系的理解瞬时测量值也经常学生很难掌握。这很容易做到了解知识是否以视觉形式呈现模式。只有当学生理解了上述测量的基本知识，当他/她知识已通过实际测量得到验证在老师，他/她已经准备好了在学生小组中）致力于特定类型的测量（如交通噪声、工业噪声、声功率）。在LabVIEW环境中实现教育声级计（附加信号频谱分析和FFT函数）允许学生详细学习声级特性测量并执行简单的评估测量他/她自己使用专用计算机设置。
3.教学设置-VSLM EDU V1软件包
软件的主要目标模拟声级计、频谱分析和窄带频率分析的功能让用户准备好与真正的、专业的测量装置。因此，程序是具有最常用的测量功能在标准数字声音分析仪中遇到。学生配备了一台电脑LVSLM EDU V1软件，声卡，麦克风，以及一套耳机，用于监控信号，可以很容易且无需花费过多的研究声学测量和信号分析基础。该软件允许分析可从下拉菜单中选择声音信号（例如。交通噪声、工业室环境噪声的真实记录和接收信号的分析在实际的实验室环境中使用麦克风（例如，由指导老师）。这样的解决方案可以直接观察虚拟测量中的反应和读数变化由测量系统记录的任意声音信号引起的装置。实践经验建议这样的视觉呈现提供了解专业声级计工作的最快进展。论文的作者意识到了虚拟仪表读数中的错误，对基于低成本声卡和标准测量中常用的传声器解决。电气试验结果通过测量程序（Wszołek，Kłaczyʼnski，2008）符合标准（PN-EN 61672-3，2007年）在2010年第15届国际噪声控制会议上发表。声学研究低成本，通常提供专用于当前的测量设置四。LVSLM EDU V1的应用说明已经开发了LVSLM EDU v1程序在LabVIEW2010（32位）环境中（LabVIEW2010，帮助，National Instruments Corp.，2010）。此外，在声音和振动工具箱版本。2010（NI声音和振动已使用Measurement Suite，2009）。主要LVSLM EDU v1的应用程序窗口如图1。此外，完整的计算机测量设置和必要的软件将标记为单个术语“测量装置”。主应用程序窗口已拆分为四部分：信号、设置、声学参数、频谱（参见图1）。每个面板（不包括信号）反映基本测量声级计及其实现的功能覆盖光谱和窄带的增强信号分析。此外，主窗口包括两个按钮，分别执行打开电表和关闭（启动/停止）并关闭主应用程序窗口（退出程序）。
4. LVSLM EDU V1的说明应用
已经开发了LVSLM EDU v1程序在LabVIEW2010（32位）环境中（LabVIEW2010，帮助，National Instruments Corp.，2010）。此外，在声音和振动工具箱版本。2010（NI声音和振动已使用Measurement Suite，2009）。主要LVSLM EDU v1的应用程序窗口如所示图1。此外，完整的计算机测量设置和必要的软件将标记为 “测量装置”。
主要应用窗口被分成四个部分：信号、设置、声学参数、频谱（见图1）。每个面板（不包括信号）反映了声级计中实现的基本测量功能及其增强功能，包括频谱和窄带信号分析。此外，主窗口包括两个按钮，分别执行打开和关闭电表（开始/停止）和关闭主应用程序窗口（退出程序）。
4.1 “信号”部分
为了确保能够模拟真实设备的功能，虚拟仪表已准备好在模拟和真实两种信号类型下工作（图2）。
可由虚拟仪表分析的信号类型列表如下：bull;正弦信号，bull;正弦 伪随机信号（高斯噪声分布），bull;粉红噪声，bull;交通噪声（在克拉科夫的米奇维察小巷考察），bull;施工现场的工业噪声（挖掘机和气动锤的工作）。对于每种生成的信号类型，都有可能更改设置（如振幅和/或频率等参数）。信号部分的最后一个选项是测量。它允许使用计算机声卡和连接的外部麦克风来获取本地的声音。
4.2“设置”部分
设置部分的面板如图3所示。该部分用于测量会话的适当配置，即：bull;设置适当的时间加权（快、慢、脉冲），bull;选择测量量的测量和读取参数（瞬时有效值SPL、峰值声级、等效声级），bull;激活适当的频率加权（A，C，LIN/Z），bull;选择平均类型（线性、指数型），bull;使用参考声源（声学校准器）校准设备，bull;选择频谱分析的频带。
在设置部分的中央部分，模拟和数字指示器位于，它直接参考声级计上的指示器-模拟（指针在刻度上）和数字（以分贝显示结果的窗口）两种版本。这种对测量量变化的视觉呈现（通过指针移动和数字变化）允许学生观察设置相应时间特性（快、慢、脉冲）对测量结果的影响。它还允许直接观察确定分析信号的等效声压级（Leq）或瞬时声压级（SPL）。一个重要的元素是计算Leq值过程中使用的平均值。可用的平均模式线性或指数在每次测量开始后自动重新启动，或使用重新启动平均按钮手动重新启动。由于该装置能够使用插入计算机的任意类型声卡进行测量，因此已经实现了一个专用元件，负责校准测量系统。为此，在信号处理线中考虑了以分贝为单位的特殊校准校正。在系统校准过程中，使用专业的声学校准器（如Bamp;K 2231型），学生指定正确的校正值，以便LVSLM EDU v1软件可以将结果调整到正确的校准值（如94分贝）。为了确保信号处理线的正确校准，我们准备了一个特殊的匹配适配器，将非典型麦克风尺寸与专业校准仪的外壳匹配。本文作者充分认识到将合适的适配器与校准器匹配的重要性。实验证明，该适配器直接影响标定结果。然而，出于教育目的，上述校准的精度是相当充分的。校准程序本身旨在培养学生专业测量人员的习惯，即在测量前后进行设备校准的意识。
4.3 “声学参数”部分
该部分允许观察当前声学测量中使用的基本参数的变化历史，如Leq、SPL或峰值（图4）。这样的演示使用户能够理解这三个参数计算的差异。此外，通过比较，很容易注意到参数之间的相互影响以及由此可能产生的后果。
最好的例子是观察一个非常高的瞬时SPL值对Leq值的强烈影响以及它们在连续平均结果中的变化。
4.4 “光谱”部分
该部分允许观察历史记录（图5）。为了向学生介绍如何识别分析信号中的各个特征频率，单独的FFT选项卡允许观察快速傅立叶变换（FFT）分析结果。它特别适用于分析具有强单次谐波成分的信号，如测量系统校准期间的信号。另一个称为倍频程的标签允许使用倍频程滤波器（1/1倍频程）或三阶滤波器（1/3倍频程）来表示所分析信号的频谱。该程序允许显示分析信号的频谱，用各种频率权重A、C或LIN计算。用户可以选择打开/关闭任意频率校正特性。
5.自由场中麦克风的检测
如前所述，在2010年第15届国际噪声控制会议上，对已实施的SLM LV 1.2c声级计进行了测试，为开发LVSLM EDU v1软件提供了依据。他们已经按照Sec的要求执行了。3份标准PN-EN 61672专用于定期检查。它们不包括测定所实施装置的频率响应或检查麦克风。本文介绍了两种广泛使用的、可用于所述教育测量装置的低成本麦克风的测试。因为它们不是测量传声器，符合标准-根据上述标准（PN-EN 61672-3，2007）或测量传声器校准专用标准（PN-EN 61672-3，2007），它们不能使用典型的间接方法（例如静电促动器法）进行检查。麦克风必须在自由场条件下（在消声室中）通过直接测定给定麦克风或整个仪表的频率响应来检查。已对两种话筒进行了检查：MM10和Digitus。图6显示了消声室中整个测量设置的总体视图。麦克风已根据用于在自由场条件下测定声学测量期间设备特性的专业规则进行了测试（Wszołek，Engel，2004；Engel，Wszołek，2004；Wszołek，Barwicz，2007；Wszołek，2008）。在测试过程中，使用了完全专业的设备，包括基于PomAk（Wszołek等人，2006）计算机程序的用于校准声学设备的测量系统。一个LW2级麦克风-Br–uelamp;Kjaelig;r 4191型-被用作参考（标准）麦克风。图6。消声室中测量装置的整体视图。为了确定受检话筒的“平均”频率特性，对每种话筒类型的11个话筒进行了测试。在麦克风测试中，联想笔记本电脑的集成声卡被用作前置
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[237024]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
