Mesurer le bruit Acoustique de base Le Microphone Le Sonomètre www.bksv.com, 1
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Pression acoustique Pression [Pa] 100 000 Pascal Temps www.bksv.com, 3
Unité L' unité légale est le Pascal, noté Pa www.bksv.com, 4
Gamme des niveaux de pression acoustique Pression Acoustique,P [Pa] 100 10 1 0.1 0.01 0.001 0.000 1 0.000 01 Niveau de pression, L p 140 [db] 120 100 80 60 40 20 0 www.bksv.com, 5
Vitesses du son Milieu (Pour les conditions suivantes : 20 C et 1atm ) Célérité du son (en m/s) Air 343 Eau douce 1480 Acier 5200 Verre 5300 Granit 6200 à titre de comparaison, la vitesse de la lumière est de 299 792 458 m/s www.bksv.com, 6
Fréquences sonores Infra Audio Ultra 0.02 0.2 2 20 200 2000 20.000 200K Hz Fréquence www.bksv.com, 7
Gamme fréquentielle de différentes sources 1 10 100 1000 10 000 Frequence [Hz] www.bksv.com, 8
Niveau de pression acoustique [db] Gamme audible 140 120 Seuil de douleur 100 Risques de dommages 80 Musique 60 Parole 40 20 0 Seuil de tranquilité 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20 k Fréquence [Hz] www.bksv.com, 9
Pression et puissance Pression p [N/m 2 = Pa] L p [db] Analogie Puissance P [W] Temperature t [ C] Source Sonore Puissance P [W] Chauffage Electrique www.bksv.com, 10
Pression et puissance L p [db] Puissance W [W] Source Sonore www.bksv.com, 11
Champs sonores L p Champ proche Champ lointain Champ libre Champ réverbérant 6 db Distance, r A 1 2 A 1 www.bksv.com, 12
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Microphones de mesure www.bksv.com, 14
Niveau de pression acoustique (db re 20 µ Pa Gamme de Microphones/Gamme audible 1 atm = 100 kpa = 194 db 200 180 160 1 Pa = 94 db 140 120 100 80 Gamme audible 60 40 20 4145 + 2660 0 20 40 0.2 2 20 2k 20k 200k (Hz) www.bksv.com, 15
Microphone à condensateur www.bksv.com, 16
Le microphone à capacité polarisée Principe de fonctionnement V Z in Q = CV C A d V Q Q C A d V Q A d www.bksv.com, 17 860552/1
Quel est le déplacement du diaphragme? Valeurs typiques pour microphones de mesure : V V = d d diamètre 12.5 mm épaisseur du diaphragme 5 µm distance entre diaphragme et plaque arrière 20 µm tension de polarisation 200 V sensibilité 50 mv/pa Diamètre du diaphragme Pression (level re 20µPa) Pour 94 db = 1 Pa le mouvement du diaphragme est de : d = V d V Mouvement du diaphragme 12.5mm 1Pa (94dB) 5nm (5 x 10 9 m) 12.5mm 0.02Pa (60dB) 1 Å (10 10 m) 12500km (épaisseur 5km) 0.02Pa (60dB) 0.1m (10 1 m) 0.0002Pa (20dB) 0.001m (10 3 m) 50 mv 20 µm = 200 V = 5 nm www.bksv.com, 18
Quels sont les paramètres de conception? Le diamètre du microphone Sensibilité Bande passante Caractéristiques directionnelles Distance de la plaque arrière Modification de l amortissement Modification de la capacité La tension de la membrane Sensibilité Fréquence de résonance Forme et taille des trous de la plaque arrière Modification de l amortissement Taille de l évent d égalisation Réponse à basses fréquences Taille de la cavité Modification de l influence de la pression statique www.bksv.com, 19
Sensibilité et bande passante 1 50 p [Pa] 1 1/2 V m 50 12.5 V m 6 4 8k 18k 20k 40k f [Hz] f [Hz] 1 200 k f [Hz] 1/4 4 V m 4 100k f [Hz] 1/8 1 6 140k f [Hz] www.bksv.com, 20
Gamme dynamique L db 200 160 120 80 40 0 20 1 1/2 1/4 1/8 www.bksv.com, 21
Caractéristiques directionnels 90 90 2 khz 8 khz 0 180 0 180 12 khz 90 90 www.bksv.com, 22 860558/1
Types de Microphones Champ libre Incidence aléatoire Pression www.bksv.com, 23
Correction de champ libre p 0 20 log db p 0 p m 10 p m D 1/8 1/4 1/2 1 2 4 2k 5k 10k 20k 50k 100k 27k D f Hz (D=1/2 ) www.bksv.com, 24
Correction de Champ libre L db 0 10 5 0 30 90 60 R 90 120 Fréquence www.bksv.com, 25
Différence de réponse champ libre/pression Free field 0 f Pressure 0 f 90 90 f f 90 0 f 0 90 f www.bksv.com, 26
Sur la fiche d étalonnage Free field Pressure www.bksv.com, 27
Influence de la pression atmosphérique Variation de la réponse en fréquence du microphone en fonction de la variation de pression (en écart par rapport à 101,3 kpa et à 250Hz) www.bksv.com, 28
Influence de la pression atmosphérique Variation de la sensibilité du microphone en fonction de la variation de pression (en écart par rapport à 101,3 kpa et à 250Hz) www.bksv.com, 29
Influence de la température Variation de la réponse en fréquence du microphone en fonction de la température (en écart par rapport à une température de 20 C) www.bksv.com, 30
Influence de la température Variation de la sensibilité du microphone (à 250Hz) en fonction de la température (en écart par rapport à 20 C) www.bksv.com, 31
Influence de L humidité < à 0.1dB tant sur la réponse en fréquence que sur la sensibilité à 250Hz jusqu à 95%RH (sans condensation) et 40 C www.bksv.com, 32
Utilisation de microphones champ libre www.bksv.com, 33
Utilisation de microphones champ de pression www.bksv.com, 34
Utilisation de microphones champ diffus www.bksv.com, 35
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Le sonomètre p RMS Peak L p Temps Hold Fast Slow Impulse 87.2 Temps www.bksv.com, 37