Анотація
Дипломний проект присвячений розробці пристрою для вимірювання характеристик акустичного оточення, що може працювати як і у автономному режимі, так і у режимі інтелектуального датчика, що робить його універсальним. Використання комп'ютера дозволяє робити обробку отриманої інформації, а також її зберігання з ефективним використанням запам'ятовувальних пристроїв.
Розробка виконана з використанням імпортної елементної бази.
ШУМОМІР, МЕРЕЖА, ДАТЧИК, ШУМ, АКУСТИЧНЕ СЕРЕДОВИЩЕ, ШВИДКЕ ПЕРЕТВОРЕННЯ ФУР’Є, ДЕЦИБЕЛ.
Зміст
Вступ………………………………………………………………………………..
1. Аналітична частина……………………………………………………………..
1.2 Огляд існуючих аналогів…………………………………………………………………...
1.3 Аналізатори Bruel & Kjear…………………………………………………………………
2.Прецизійний шумомір й аналізатор спектру ОКТАВА 101А………………..
3. Вимірник шуму й вібрації ВШВ-003-М3………………………………………………….
4.Основні параметри шуму…………………………………………………………………..
5.Датчики шуму…………………………………………………………………………………
6.Основні методи і засоби обробки акустичних сигналів…………………………………
7.Синтез принципової схеми………………………………………………………………….
8.Опис схеми головного модуля………………………………………………………………
9.Опис схеми модуля індикації………………………………………………………………...
10.Опис алгоритмів роботи пристрою………………………………………………………..
11.Режими роботи пристрою…………………………………………………………………..
12.Розрахункова частина………………………………………………………….
12.1 Розрахунок потужності схеми……………………………………………….
12.2 Розрахунок джерела напруги………………………………………………..
12.3Розрахунок надійності схеми………………………………………………..
12.4 Розрахунок часу автономної роботи виробу……………………………….
13. Висновки………………………………………………………………………
Література…………………………………………………………………………
Додаток А. Технічне завдання
Додаток Б. Головний модуль. Перелік елементів
Додаток В. Модуль індикації. Перелік елементів
ВСТУП
Людина живе в середовищі, фактор шуму якої грає не останню роль у його житті. Дослідженнями доведено, що під впливом шуму, навіть помірної інтенсивності, погіршується працездатність, особливо при розумовій праці. Негативний вплив шуму тим сильніше, чим вище його тональність, тривалість впливу й неоднорідність спектрального складу в результаті імпульсних складових й окремих включень чистого тону.
Тривалий вплив сильного шуму з рівнем від 90 дБ і вище може викликати в людини порушення слуху, розлад нервової системи й сприяти захворюванням серцево-судинної системи. В останні роки з'явився навіть спеціальний термін «шумова хвороба».
Боротьба з усіма видами шумів - виробничими, вуличними, побутовими - представляє одну з найважливіших обов'язків органів санітарної інспекції й служби охорони праці на підприємствах. Виробництва, рівень шуму яких перевищує припустимі норми, віднесені до категорії шкідливих.
Для вимірювання шумових характеристик застосовують спеціальні прилади - шумоміри. Шумомір представляє автономний переносний прилад, що дозволяє вимірювати безпосередньо в децибелах рівні інтенсивності звуку в широких межах щодо стандартних рівнів.
Законом України „Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо захисту населення від впливу шуму” від 03.06.2004 [5] було значно посилено контроль і відповідальність за порушення вимог законодавчих та інших нормативно-правових актів щодо захисту населення від шкідливого впливу шуму, що потребує розробки портативного універсального пристрою для вимірювання параметрів акустичного шуму, що має невисоку вартість відносно аналогів, що найчастіше являють собою складні дорогі програмно-апаратні комплекси, що відрізняються високою точністю й надійністю.
На підприємствах часто виникає питання щодо можливості контролю акустичного середовища у багатьох приміщеннях з метою оперативного реагання, що потребує розробки апаратно програмного комплексу обробки інформації, в яких обчислення здійснює спеціалізований пристрій, сумісний з ЕОМ, а вторинну обробку отриманої інформації (накопичення, аналіз) – ЕОМ.
Таким чином метою даної роботи є розробка універсального приладу для контролю акустичного оточення, що може працювати так і в автономному переносному режимі, так і у складі апаратно-програмного комплексу, повинен бути дешевший за аналоги і мати простий інтерфейс користувача з метою можливості швидкого навчання роботи з ним.
1. Аналітична частина
1.1 Огляд існуючих аналогів
1.1.1 Аналізатори Bruel & Kjear
На сьогоднішній день існує велика кількість приладів, що служать для вимірювання рівня шуму й проведення його спектрального аналізу. Найчастіше ці прилади являють собою складні дорогі програмно-апаратні комплекси, що відрізняються високою точністю й надійністю.
Очевидним лідером у виробництві приладів, що вимірюють рівень шуму є фірма Bruel & Kjear, прилади якої дуже відомі у світі та відрізняються великою надійністю і вартістю.
Модель 2238 - високоякісний вимірник рівня звукового тиску 1го класу (рис 1.1). Прилад має змогу одночасно вимірювати середньоквадратичні і пікові значення за допомогою двох детекторів з незалежним частотним зважуванням. Прилад випускається з октавним й 1/3-октавним фільтром. 2238 виробляються в декількох модифікаціях - 2238А, 2238B, 2238С, 2238D, 2238E, 2238F, 2238G, 2238H.
Інтегруючий шумомір 1-го класу 2239А є вимірником рівня звуку 1го класу точності (рис 1.2). Він спроектований таким чином, щоб робити швидкі й легкі вимірювання навколишнього шуму й вимірів у приміщеннях, пов'язаних з охороною здоров'я.
Результати вимірів відображаються на великому рідинокристалічному дисплеї, що містить квазіаналоговий рядок, що показує поточний рівень звукового тиску.
Інструмент містить два паралельних незалежні детектори. Це дозволяє відображати одночасно як середньоквадратичні, так і пікові значення.
Рисунок 1.2 - Інтегруючий шумомір 1-го класу 2239А
Використання:
контроль рівня шуму на робочому місці;
вимір потужності звуку;
спостереження за навколишнім шумом;
Застосування:
вимір рівнів звуку й рівнів звукового тиску.
визначення еквівалентних рівнів з метою оцінки шкідливих та подразнюючих впливів шуму, для використання з метою охорони праці та санітарного надзору.
оцінка шуму оточуючого середовища: від залізничних там автомобільних магістралей.
вимір шумів, що створюються машинним устаткуванням.
Особливості:
зручне і просте калібрування
рідинокристалічний екран с підсвіткою
вбудована пам’ять для зберігання 40 протоколів вимірювань.
Діапазони:
динамічний діапазон: 80 дБ;
діапазон вимірів: від 26 дБ до 140 дБ.
Екран:
4-х рядковий рідинокристалічний;
швидкість відновлення даних на екрані: один раз у секунду;
підсвічування;
відображення вхідного рівня сигналу квазіаналоговим індикатором, що обновлюється 15 разів у секунду;
індикація часу початку виміру;
відображення частотних корекцій.
1.1.2 Прецизійний шумомір й аналізатор спектру ОКТАВА 101А
Новий російський шумомір аналізатор спектра ОКТАВА-101А (рис. 1.3) відповідає всім сучасним вимогам до приладів даного типу й ні в чому не уступає закордонним аналогам. Прилад має два режими вимірів: „звук” й „інфразвук”. У режимі „звук” ОКТАВА-101А одночасно виконує функцію двох приладів: інтегруючого шумоміра 1 класу (МЭК 60651/60804) і аналізатора спектрів 1 класу (МЭК 1260).
Рисунок 1.3 - Прецизійний шумомір й аналізатор спектру ОКТАВА 101А
Одночасно в реальному часі виміряються загальні (Лін) і кореговані (А,С) рівні звуку й рівні звукового тиску в октавний
