 Что такое шум и чем угрожает он организму человека — об этом вы, наверное, знаете. Но как измерить силу шума, для того, чтобы узнать, не вреден ли он для организма? Сделать прибор для измерения силы шума не так уж трудно. Поможет нам в этом электроника. Что надо измерять? Интенсивность звука, воспринимаемую нами как громкость. Интенсивность звука измеряется в фонах или децибелах ( сокращенно — дБ). Принято, что число фонов данного звука равно числу децибелов тона частотой 1000 Гц, который для уха наблюдателя звучит с такой же громкостью (как данный звук). Определить интенсивность звука с помощью уха невозможно, поскольку слух очень ограничен в своей динамике. Для этой цели служит специальный прибор — шумомер ШМ-1.
Принципиальная схема ШМ-1 дана на рисунке 1. Для изготовления прибора вам понадобятся следующие детали (согласно обозначениям на рисунке) : С — Динамик (использован в качестве микрофона) диаметром 40—100 мм (может быть и больше) с со противлением звуковой катушки 4—8 ом. Можно использовать динамики типа 0,1ГД—1; 15ГД—1; 0,1ГД—6; 0,5ГД—14 или аналогичные динамики от транзисторных приемников. Т — Трансформатор громкоговорителя от любого радиоприемника или малогабаритный трансформатор от транзисторного приемника. Если захотите самостоятельно сделать трансформатор, то намотайте 300 витков проволоки в эмалевой изоляции (ПЭЛ-0,1) диаметром 0,1 мм (это будет первичная обмотка — от стороны громкоговорителя, играющего здесь роль микрофона) на любом ферритовом или листовом сердечнике с поперечным сечением 10x8 мм (или больше). Вторичная обмотка II имеет 3000 витков проволоки ПЭЛ-0,1, диаметром 0,07 мм.
Сопротивление первичной обмотки — 8—10 ом, вторичной — около 500 ом. Лучше всего, если сопротивление первичной обмотки отвечает примерно сопротивлению звуковой катушки нашего громкоговорителя. Сопротивление вторичной обмотки может составлять даже 4000 ом.
В крайнем случае можно использовать и обычный трансформатор от звонка, подсоединяя громкоговоритель к одной из его вторичных обмоток (3,5 или 8 в), а сетевую обмотку (220 В — к цепи потенциометра Р. К обмотке 3 в подсоедините громкоговоритель с индукционной катушкой сопротивлением 3—5 ом, к обмотке 5 В — 4 до 6 ом и к обмотке 8 в — 6 до 15 ом.
Измеритель: миллиамперметр постоянного тока 0—1 мА или более чувствительный. Это может быть многопредельный прибор. Германиевые диоды типа Д9Б до Д9Е — 1 штука. Транзисторы МП-37 до МП-42. Коэффициент усиления по току (В) — около 100. Желательно использовать транзисторы с малым собственным шумом. Р — Логарифмический потенциометр — 500 ом. Может быть малогабаритный. R2, R5, R8 — Резисторы 220 ком (0,12 Вт или больше) — 3 штуки. RЗ, R6, R9 — Резисторы 2700 ом (0,12 Вт или больше) — 3 штуки. R1, R4, R7 — Резисторы 100 ом (0,12 Вт или больше) — 3 штуки. С1, С2, СЗ, С4 — Электролитические конденсаторы — 10 мкф (12 В) — 4 штуки. W — Электротехнический выключатель. Вместо него можно использовать потенциометр Р с выключателем (как на рисунке 5).
Электролитические конденсаторы (12 В) С5 и С6, а также линейный монтажный потенциометр Р1 (5000 ом необязательны, но желательны: конденсатор С5 (50—1000 мкф) успокаивает движение стрелки прибора, конденсатор С6 (50—1000 мкф) пригодится, если вы будете использовать для питания прибора малогабаритную батарейку 9 В (от транзисторного приемника), а потенциометр Р1 облегчит регулировку измерителя М.
Питание — от малогабаритной батарейки 9 В (например, «Крона») или от двух плоских батареек 4,5 В, соединенных последовательно. Кроме того, вам понадобятся: монтажная панель из текстолита или гетинакса толщиной 1,5 —2,5 мм и корпус, лучше всего металлический или пластмассовый. Для этой цели можно использовать готовые коробки.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРА
Размеры прибора ШМ-1 зависят от величины громкоговорителя, использованного в качестве микрофона. Лучше всего поместить громкоговоритель О и измеритель М как показано на рис. 2. Но можно также использовать решение, предложенное на рис. 3.
Схема монтажа прибора ШМ-1 показана на рис. 4. Все соединения осуществляются путем пайки, разумеется, без применения какой-либо кислоты. Если у вас нет соответствующего припоя или бескислотной пасты, используйте олово и обычную канифоль.
ГРАДУИРОВАНИЕ ПРИБОРА
Градуирование прибора заключается в подведении (после отключения С, Т5 и Р) между точками А и В (рис. 1) эталонного напряжения I В (пик частотой 1000 гц от акустического генератора). Отклонение стрелки измерителя М будет означать при этолт уровень шума 50 фонов (50 дб). Поскольку показания прибора являются в приближении линейными, вы можете разделить шкалу равномерно в пределе от 0—50 дб и далее. С этой целью сделайте из картона шкалу, на которую нанесите черной тушью деления.
Акустические генераторы, необходимы для градуирования вашего прибора, имеются в радиоклубах, кружках коротковолновиков, радиомастерских. Если вы не можете найти акустический генератор, то проведите градуирование прибора ориентировочно по данным таблицы со шкалой громкости.
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРА
Допустимая громкость на предприятиях — 83—90 дб. Наиболее благоприятные показатели громкости в местах постоянного пребывания человека — 10—30 дб. Допустимый срок нахождения человека в условиях шума, составляет в сутки:
|
дб |
Продолжительность пребывания |
| 92 |
6-8 часов |
| 97 |
2-4 часа |
| 102 |
1-2 часа |
| 107 |
до 1 часа |
Вредность шума для здоровья человека увеличивается вместе с повышением его частоты.
Прибор ШМ-1 позволяет ориентировочно измерять громкость в квартире, школе, на предприятии и проводить интересные сравнения. С его помощью можно узнать, насколько успешно применение, например, мотоциклетных глушителей и как улучшить их. Его можно использовать в качестве «аплодисментомера» во время концертов.
Моделисты, которые мастерят авиационные, морские и другие модели на малогабаритных двигателях внутреннего сгорания, могут измерить производимый ими шум на расстоянии 1,5 м от выхлопной трубы. Не удивляйтесь, если окажется, что громкость работы двигателя емкостью 2.5 см2 составит свыше 100 дб, а двигателя емкостью 10 см2 — даже 128 дб. Это свидетельствует о необходимости применять глушители также в этих двигателях: нельзя наклоняться близко к выхлопной трубе, поскольку это может грозить повреждением органа слуха.
При подборе соответствующих глушителей надо помнить, что каждые 10 фонов (дб) больше или меньше воспринимается, примерно как увеличение или уменьшение в два раза громкости звука. И поэтому глушитель, который уменьшит громкость дви гателя на 10 дб можно считать действительно эффективным. Снижение громкости работы двигателя или другой машины с 95 дб до 55 дб означало бы снижение шума на 99 процентов, что, конечно, практически недостижимо. Проводя измерения, вы должны держать прибор перед собой на высоте груди, на расстоянии 25—30 см от туловища, а микрофон должен быть направлен в сторону источника звука (шума).
ДРУГИЕ РЕШЕНИЯ
Можно ли сделать измеритель интенсивности шума без миллиамперметра? Можно, заменяя его обычной миниатюрной лампочкой.
Однако он значительно уступает описанному здесь прибору ШМ-1.
На рис. 5 показана модификация прибора ШМ-1 с транзисторами. Здесь можно использовать кремниевые транзисторы например КТ315А...Е; КТ312А...В до КТ325А...Д) или германиевые транзисторы например, МП35 до МП38А. Все остальное, как в описании прибора, показанному на рис. 1.
Построив шумомер и умело используя его в повседневной жизни, вы сможете внести свой вклад в борьбу с шумом в окружающей человека среде.
По материалам журнала "Горизонты техники для детей" (Польша) | 
Поддержать проект
