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