Infraäänen mittaus

Ilmassa etenevää paineaaltoa kutsutaan ääneksi silloinkin kun se ei ole ihmisen kuuloalueella. Matalimpien taajuuksien voimakkaiden paineaaltojen mittaaminen onnistuu nopealla paineanturilla.

Anonyymi kirjoitti:

Ilmassa etenevää paineaaltoa kutsutaan ääneksi silloinkin kun se ei ole ihmisen kuuloalueella. Matalimpien taajuuksien voimakkaiden paineaaltojen mittaaminen onnistuu nopealla paineanturilla.

Lue lisää

Kyllä paineanturilla voi infraääniä mitata valkka anturi ei kovin nopea olisikaan eivätkä paineaallot voimakkaita.

Anonyymi kirjoitti:

Kyllä paineanturilla voi infraääniä mitata valkka anturi ei kovin nopea olisikaan eivätkä paineaallot voimakkaita.

Ongelmana paineanturin käytössä on niiden havaintokynnys. Ihmisen korvan kipukynnys kuuloalueen äänille on luokkaa 120 dB joka vastaa äänenpainetta 20 Pa.

Kun ilmanpaine on noin 100000 Pa niin anturi jonka täysnäyttämä olisi juuri ilmanpaineen suuruinen näkisi kipukynnykseen yltävän 120 dB:n äänenpaineen olevan suuruudeltaan 20/100000 = 0.0002 eli täysnäyttämän viidestuhannesosa.

Jos anturilla olisi esimerkiksi 12 bitin resoluutio niin se tarkoittaa 1/4096 resoluutiota täysnäyttämästä. Sellainen anturi siis juuri ja juuri havaitsisi 120 dB:n äänen. Nopealla anturilla voidaan päästä 1 Pa mittaustarkkuuteen joka vastaa noin 90...100 dB:n ääntä.

Parempaan tulokseen päästäisiin differentiaalisella anturilla, joka vetailee ilmanpainetta suljetussa säiliössä olevaan samansuuruiseen paineeseen ja mittaa näiden eroa. Suljetun säiliön paineen annetaan hitaasti tasaantua ilmanpaineeseen pienen reiän kautta.

Anonyymi kirjoitti:

Ongelmana paineanturin käytössä on niiden havaintokynnys. Ihmisen korvan kipukynnys kuuloalueen äänille on luokkaa 120 dB joka vastaa äänenpainetta 20 Pa.

Kun ilmanpaine on noin 100000 Pa niin anturi jonka täysnäyttämä olisi juuri ilmanpaineen suuruinen näkisi kipukynnykseen yltävän 120 dB:n äänenpaineen olevan suuruudeltaan 20/100000 = 0.0002 eli täysnäyttämän viidestuhannesosa.

Jos anturilla olisi esimerkiksi 12 bitin resoluutio niin se tarkoittaa 1/4096 resoluutiota täysnäyttämästä. Sellainen anturi siis juuri ja juuri havaitsisi 120 dB:n äänen. Nopealla anturilla voidaan päästä 1 Pa mittaustarkkuuteen joka vastaa noin 90...100 dB:n ääntä.

Parempaan tulokseen päästäisiin differentiaalisella anturilla, joka vetailee ilmanpainetta suljetussa säiliössä olevaan samansuuruiseen paineeseen ja mittaa näiden eroa. Suljetun säiliön paineen annetaan hitaasti tasaantua ilmanpaineeseen pienen reiän kautta.

Lue lisää

Mitä tekemistä jollain biteillä on tässä asiassa? Minun paineanturini ei niistä tiedä hölkäsen pöläystä.

Anonyymi kirjoitti:

Ongelmana paineanturin käytössä on niiden havaintokynnys. Ihmisen korvan kipukynnys kuuloalueen äänille on luokkaa 120 dB joka vastaa äänenpainetta 20 Pa.

Kun ilmanpaine on noin 100000 Pa niin anturi jonka täysnäyttämä olisi juuri ilmanpaineen suuruinen näkisi kipukynnykseen yltävän 120 dB:n äänenpaineen olevan suuruudeltaan 20/100000 = 0.0002 eli täysnäyttämän viidestuhannesosa.

Jos anturilla olisi esimerkiksi 12 bitin resoluutio niin se tarkoittaa 1/4096 resoluutiota täysnäyttämästä. Sellainen anturi siis juuri ja juuri havaitsisi 120 dB:n äänen. Nopealla anturilla voidaan päästä 1 Pa mittaustarkkuuteen joka vastaa noin 90...100 dB:n ääntä.

Parempaan tulokseen päästäisiin differentiaalisella anturilla, joka vetailee ilmanpainetta suljetussa säiliössä olevaan samansuuruiseen paineeseen ja mittaa näiden eroa. Suljetun säiliön paineen annetaan hitaasti tasaantua ilmanpaineeseen pienen reiän kautta.

Lue lisää

Äänenpaineen mittayksikkö on dB(A). Joskuskäytetään myös painotuskäyriä B, C, ja D.
Joku dB ei ole minkään suureen mittayksikkö.

Anonyymi kirjoitti:

Äänenpaineen mittayksikkö on dB(A). Joskuskäytetään myös painotuskäyriä B, C, ja D.
Joku dB ei ole minkään suureen mittayksikkö.

Äänenpainetta voidaan mitata myös ilman painotusta, dB (lin). En nyt ymmärrä, mitä järkeä olisi mitata infraääntä painotettuna, kun painotus pyrkii matkimaan ihmisen kuulokäyrää ja ihminen ei infraääniä kuule. Siksi painotukset vaimentavat voimakkaasti matalia taajuuksia.

Anonyymi kirjoitti:

Äänenpainetta voidaan mitata myös ilman painotusta, dB (lin). En nyt ymmärrä, mitä järkeä olisi mitata infraääntä painotettuna, kun painotus pyrkii matkimaan ihmisen kuulokäyrää ja ihminen ei infraääniä kuule. Siksi painotukset vaimentavat voimakkaasti matalia taajuuksia.

Lue lisää

Kipukynnyksestä ja desibeleistä tuolla jotain julistettiin.
No joka tapauksessa infraäänien mittayksikkönä käytetään tavalliseti N/m^2. Jotkut desibelit eivät tuo mitään lisäarvoa kun kerran ei ole mitään kuulokynnystäkään.

Anonyymi kirjoitti:

Kipukynnyksestä ja desibeleistä tuolla jotain julistettiin.
No joka tapauksessa infraäänien mittayksikkönä käytetään tavalliseti N/m^2. Jotkut desibelit eivät tuo mitään lisäarvoa kun kerran ei ole mitään kuulokynnystäkään.

Lue lisää

Desibeli on suhteellisen muutoksen mitta. Painemittari soveltuu huonosti äänien mittaamiseen siksi että painemittarin erottelukyky ei riitä kuin suurimpien muutosten havaitsemiseen.

Nykyisellään suurin osa myynnissä olevista paineantureista tarjoaa mittaustuloksensa vain digitaalisessa muodossa eli numerona, jonka tarkkuus on esimerkiksi 12 bittiä. Tuolloin paineanturin näyttämä on numero, joka on välillä 0 ... 4095 tuon suurimman luvun vastatessa esimerkiksi 120000 Pa painetta.

Paineen mittaustuloksen muuttuminen pienimmällä havaittavissa olevalla yksiköllä eli ykkösellä tarkoittaa tuolloin 120000/4096 = 29 Pa.

Äänenpaine 29 Pa ylittää ihmisen korvan kipukynnyksen, joten tuollaisella huokealla12 bitin painemittarilla havaitaan vain hyvin voimakkaat äänet. Kunnolliset mittaukset esimerkiksi tuulivoimaloiden meluun liittyen pitää tehdä mikrobarometrillä, jossa mittalaitteen resoluutio on pikemminkin 16 tai jopa 24 bittiä.

Painemittausta on siis mahdollista käyttää matalataajuisen äänen havaitsemiseen mutta silloin ei ole kyseessä mikään tavanomainen elektroniikan komponenttikaupasta ostettu pieni anturi vaan tarkoitukseen suunniteltu mittalaite.

Anonyymi kirjoitti:

Ongelmana paineanturin käytössä on niiden havaintokynnys. Ihmisen korvan kipukynnys kuuloalueen äänille on luokkaa 120 dB joka vastaa äänenpainetta 20 Pa.

Kun ilmanpaine on noin 100000 Pa niin anturi jonka täysnäyttämä olisi juuri ilmanpaineen suuruinen näkisi kipukynnykseen yltävän 120 dB:n äänenpaineen olevan suuruudeltaan 20/100000 = 0.0002 eli täysnäyttämän viidestuhannesosa.

Jos anturilla olisi esimerkiksi 12 bitin resoluutio niin se tarkoittaa 1/4096 resoluutiota täysnäyttämästä. Sellainen anturi siis juuri ja juuri havaitsisi 120 dB:n äänen. Nopealla anturilla voidaan päästä 1 Pa mittaustarkkuuteen joka vastaa noin 90...100 dB:n ääntä.

Parempaan tulokseen päästäisiin differentiaalisella anturilla, joka vetailee ilmanpainetta suljetussa säiliössä olevaan samansuuruiseen paineeseen ja mittaa näiden eroa. Suljetun säiliön paineen annetaan hitaasti tasaantua ilmanpaineeseen pienen reiän kautta.

Lue lisää

Tuota A/D muuntimen saturoitumista voidaan kiertää laittamalla väliin vahvistin.

Näinhän esim. kameroissa tehdään, ennen A/D-muunninta on säädettävä vahvistin. Kameran ISO herkkyysarvo säätää tätä vahvistinta. Jos on pimeää, säädetään vahvistinta isommalle, jolloin saadaan kuva nopeastikkin. Jos on paljon valoa, säädetään vahvistinta pienemmälle, jolloin A/D-muunnin ei saturoidu.

Samoin esimerkiksi matkapuhelimessa on säädettävät vahvistimet ennen A/D-muuntimia, jotta signaali saadaan sovitettua optimaalisesti A/D-muuntimen muunnosalueelle.

Toki kun tehdään mittauksia, missä on tarve mitata tarkasti jotakin suuretta, tällainen järjestely hankaloittaa asiaa ja mittalaitteen kalibrointia, jne.

Anonyymi kirjoitti:

Tuota A/D muuntimen saturoitumista voidaan kiertää laittamalla väliin vahvistin.

Näinhän esim. kameroissa tehdään, ennen A/D-muunninta on säädettävä vahvistin. Kameran ISO herkkyysarvo säätää tätä vahvistinta. Jos on pimeää, säädetään vahvistinta isommalle, jolloin saadaan kuva nopeastikkin. Jos on paljon valoa, säädetään vahvistinta pienemmälle, jolloin A/D-muunnin ei saturoidu.

Samoin esimerkiksi matkapuhelimessa on säädettävät vahvistimet ennen A/D-muuntimia, jotta signaali saadaan sovitettua optimaalisesti A/D-muuntimen muunnosalueelle.

Toki kun tehdään mittauksia, missä on tarve mitata tarkasti jotakin suuretta, tällainen järjestely hankaloittaa asiaa ja mittalaitteen kalibrointia, jne.

Lue lisää

Kullä, mutta edellyttää analogisen ulostulon tuottavaa paineanturia, jonka signaalin kohinataso on riittävän pieni. Helpoiten mittaus onnistuu differentiaalista anturia käyttäen eli ei yritetäkään mitata koko ilmanpainetta vaan ainoastaan muutos ilmanpaineessa verrattuna melkein suljettuun metallisäiliöön..

https://www.servoflo.com/download-archive/data-sheets/193-amsys-and-alpha-instruments/520-ams5812

Tuosta sarjasta sensori AMS 5812-0000-D-B joka siis on -5.17 mbar mittaava osa.

Nyt mittalaitteen täysnäyttämä on -517 Pa eli 15 bitin resoluutiolla paineaskeleen suuruudeksi tulee noin 0.03 Pa vastaten noin 63 dB äänenpainetta. Piirillä ei ole aitoa analogialähtöä vaan se on generoitu D/A muuntimella tuosta digitaalisesta signaalista.

Tuollaisella komponentilla näyttäisi olevan hintaa luokkaa 70 euroa ja kuten sanottu se tarvitsee kaverikseen liitäntäputken ja pienellä paineentasausreiällä varustetun painesäiliön, jonka painetta vastaan mittaukset tehdään.

Etsimällä löytää aivan varmasti myös aitoja analogisia differentiaalisia paineantureita, joilla olisi matala kohinataso. Niillä on todennäköisesti hintaakin riittävästi. Itse tehtynä myös onnistuu, rakennusaineena vaikkapa tynnyri ja siihen kiinnitetty kalvo kapasitiivisena anturina.

Anonyymi kirjoitti:

Kullä, mutta edellyttää analogisen ulostulon tuottavaa paineanturia, jonka signaalin kohinataso on riittävän pieni. Helpoiten mittaus onnistuu differentiaalista anturia käyttäen eli ei yritetäkään mitata koko ilmanpainetta vaan ainoastaan muutos ilmanpaineessa verrattuna melkein suljettuun metallisäiliöön..

https://www.servoflo.com/download-archive/data-sheets/193-amsys-and-alpha-instruments/520-ams5812

Tuosta sarjasta sensori AMS 5812-0000-D-B joka siis on -5.17 mbar mittaava osa.

Nyt mittalaitteen täysnäyttämä on -517 Pa eli 15 bitin resoluutiolla paineaskeleen suuruudeksi tulee noin 0.03 Pa vastaten noin 63 dB äänenpainetta. Piirillä ei ole aitoa analogialähtöä vaan se on generoitu D/A muuntimella tuosta digitaalisesta signaalista.

Tuollaisella komponentilla näyttäisi olevan hintaa luokkaa 70 euroa ja kuten sanottu se tarvitsee kaverikseen liitäntäputken ja pienellä paineentasausreiällä varustetun painesäiliön, jonka painetta vastaan mittaukset tehdään.

Etsimällä löytää aivan varmasti myös aitoja analogisia differentiaalisia paineantureita, joilla olisi matala kohinataso. Niillä on todennäköisesti hintaakin riittävästi. Itse tehtynä myös onnistuu, rakennusaineena vaikkapa tynnyri ja siihen kiinnitetty kalvo kapasitiivisena anturina.

Lue lisää

Nuo bitit voitte työntää hanuriinne. Niillä ei ole paineen mittaamisen kanssa mitään tekemistä.
Kalvolla ja kelalla varustettu mikrofoni on hyvä esimerkki paineanturista. Niitä käytetään aivan yleisesti paineen mittaamiseen. Eikä tarvita minkäänlaisia bittejä,

Joku on tuon jo tehnyt:

https://www.youtube.com/watch?v=mekmsgjSqR4

Anonyymi kirjoitti:

Joku on tuon jo tehnyt:

https://www.youtube.com/watch?v=mekmsgjSqR4

Onko infra ja ultra äänien etenemis nopeudessa eroja vapaassa ilmatilassa?

Anonyymi kirjoitti:

Onko infra ja ultra äänien etenemis nopeudessa eroja vapaassa ilmatilassa?

https://www.engineeringtoolbox.com/air-speed-sound-attenuation-humidity-frequency-d_2161.html

Eipä juuri vaihtele äänen nopeus mutta sen sijaan äänen vaimennus muuttuu rajusti taajuuden mukaan. Korkeat taajuudet vaimenevat pois jo kilometrin matkalla pelkästään ilman itsensä aiheuttaman vaimennuksen vuoksi. Samaan aikaan 20 Hz infraääni etenee helposti vaikka sata kilometriä ja kokee vain taajuudesta riippumattoman 1/r^2 vaimenemisen.

Tiedonsiirtotekniikassa vertailuarvo dbm0 on yksi milliwatti 600 ohmin impedassissa.

Puhuttaessa äänenpaineesta on vertailukohtana 20 µPa eli 0.00002 Pa. Tuossa edellä siis ilmoitetut desibelit olivat peräisin kaavasta 20 dB*log(äänenpaine/20µPa)

https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_pressure

Painotettu äänenvoimakkuus, yksikkönä dB(A), on sitten asia erikseen. Se vastaa 20 µPa verrattua desibelilukua vain 1000 Hz taajuudella ja muilla taajuuksilla käytetään käyrästöä jolla tulosta korjataan vastaamaan ihmiskorvalla koettua äänen voimakkuutta. Ei ole järkeä käyttää sitä asteikkoa niillä taajuuksilla joilla jo ollaan lähellä kuuloalueen rajoja tai jopa sen ulkopuolella. Painotussuotimet standardista IEC 651.

Anonyymi kirjoitti:

Puhuttaessa äänenpaineesta on vertailukohtana 20 µPa eli 0.00002 Pa. Tuossa edellä siis ilmoitetut desibelit olivat peräisin kaavasta 20 dB*log(äänenpaine/20µPa)

https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_pressure

Painotettu äänenvoimakkuus, yksikkönä dB(A), on sitten asia erikseen. Se vastaa 20 µPa verrattua desibelilukua vain 1000 Hz taajuudella ja muilla taajuuksilla käytetään käyrästöä jolla tulosta korjataan vastaamaan ihmiskorvalla koettua äänen voimakkuutta. Ei ole järkeä käyttää sitä asteikkoa niillä taajuuksilla joilla jo ollaan lähellä kuuloalueen rajoja tai jopa sen ulkopuolella. Painotussuotimet standardista IEC 651.

Lue lisää

siis 20dB**log(äänenpaine/20µPa)

Anonyymi kirjoitti:

Puhuttaessa äänenpaineesta on vertailukohtana 20 µPa eli 0.00002 Pa. Tuossa edellä siis ilmoitetut desibelit olivat peräisin kaavasta 20 dB*log(äänenpaine/20µPa)

https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_pressure

Painotettu äänenvoimakkuus, yksikkönä dB(A), on sitten asia erikseen. Se vastaa 20 µPa verrattua desibelilukua vain 1000 Hz taajuudella ja muilla taajuuksilla käytetään käyrästöä jolla tulosta korjataan vastaamaan ihmiskorvalla koettua äänen voimakkuutta. Ei ole järkeä käyttää sitä asteikkoa niillä taajuuksilla joilla jo ollaan lähellä kuuloalueen rajoja tai jopa sen ulkopuolella. Painotussuotimet standardista IEC 651.

Lue lisää

Desibeli ei edelleenkään ole mikään mittayksikkö.
Jos tehoista tai äänenpaineista puhutaan, niin aina on ilmoitettava vertailutaso, niinkuin esimerkiksi dBm, joka takoittaa tehoa verrattuna milliwattiin.

Anonyymi kirjoitti:

Desibeli ei edelleenkään ole mikään mittayksikkö.
Jos tehoista tai äänenpaineista puhutaan, niin aina on ilmoitettava vertailutaso, niinkuin esimerkiksi dBm, joka takoittaa tehoa verrattuna milliwattiin.

Lue lisää

Kun puhutaan äänenpaineesta, käytetään tuolla edellä mainittua referenssipainetta. Joten älä sekoile.

Anonyymi kirjoitti:

Kun puhutaan äänenpaineesta, käytetään tuolla edellä mainittua referenssipainetta. Joten älä sekoile.

Höpöhöpö. Äänenpaineen referenssinä voi käyttää ihan mitä tahansa painetta. Vaikkapa pascalia. Joten älä sekoile.

Tuota tuota. Kaiutinsysteemit saattavat vääristää sisään syötetyn siniaallon, niin että ulos tulee myös perusaallon kerrannaisia, jotka sitten kuuluvat. Oikeastaan pitäisi käyttää mikrofonia ja spektrianalysaattoria asian varmistamiseksi.

Anonyymi kirjoitti:

Tuota tuota. Kaiutinsysteemit saattavat vääristää sisään syötetyn siniaallon, niin että ulos tulee myös perusaallon kerrannaisia, jotka sitten kuuluvat. Oikeastaan pitäisi käyttää mikrofonia ja spektrianalysaattoria asian varmistamiseksi.

Lue lisää

Hyvä huomio. Pitääpä kokeilla.