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Medição de Som e Ruído com Transdutores de Microfone
April 9, 2026
Neste artigo cobriremos o tópico com profundidade suficiente para que você:
Compreender o que são som e ruído
Aprender sobre os diferentes tipos de microfones e como eles funcionam
Ver o quão importantes são realmente as medições de som e ruído
Como em todos estes artigos, começaremos pelos fundamentos e percorreremos a tecnologia necessária para realizar as medições essenciais, seguindo as melhores práticas.
O que é som?
O som é a variação de pressão que o ouvido humano pode perceber. O som pode ser transmitido pelo ar, pela água ou até por objetos sólidos. Música, fala, um motor em funcionamento, o canto de um pássaro, todos são exemplos cotidianos de som. Devido à forma como é gerado, frequentemente nos referimos ao som como pressão sonora.
O som não pode se propagar sem um meio. Ele se propaga em meios compressíveis, como o ar e a água, na forma de ondas longitudinais. Em sólidos, propaga-se como ondas transversais. As ondas sonoras são geradas por uma fonte sonora, como um diafragma vibrante ou um alto-falante. Essa fonte cria vibrações no meio ao seu redor. À medida que a fonte continua a vibrar o meio, essas vibrações se propagam para longe da fonte à velocidade do som, formando uma onda sonora.
O nível de pressão sonora (SPL) é uma medida logarítmica da pressão sonora efetiva de um som em relação a um valor de referência. Ele é medido em decibéis (dB) acima de um nível de referência padrão. A pressão sonora de referência padrão no ar ou em outros gases é de 20 µPa, geralmente considerada o limiar da audição humana (a 1 kHz). A equação a seguir mostra como calcular o nível de pressão sonora (Lp) em decibéis (dB) a partir da pressão sonora (P) em Pascal (Pa).
Onde::
é a pressão sonora de referência e \(P_{rms}é a pressão sonora RMS sendo medida.
O que é ruído?
É fundamental medir e analisar não apenas os sons “bons”, mas também os indesejados. O ruído pode ser descrito como um “som indesejado”. Assim como o som em geral, o ruído é medido em Pascals, embora seja mais comumente convertido para a escala de decibéis por questões de praticidade.
Talvez você conheça o acrônimo NVH, que significa ruído, vibração e aspereza. Os testes de NVH consistem na medição de sons indesejados provenientes de uma grande variedade de fontes, para que possam ser reduzidos ou eliminados. Praticamente todas as máquinas produzem algum tipo de ruído, desde automóveis até sopradores de folhas, secadores de cabelo, batedeiras e assim por diante.
Projetar máquinas para limitar ou melhorar o ruído que produzem é um dos principais objetivos da medição de som e ruído. Além de ser incômodo ou distrativo, certos sons podem ser dolorosos ou até prejudiciais, por isso devem ser reduzidos ou eliminados. O primeiro passo para qualquer solução é realizar medições objetivas que possam ser utilizadas na tomada de decisões.
Como o som é medido?
O principal sensor utilizado na medição de som é o microfone. Microfones são usados para medir ondas de pressão sonora em uma ampla faixa de frequências, incluindo todo o espectro audível pelo ser humano e até além. A maioria dos microfones é projetada para medir o som que se propaga pelo ar, mas existem outros tipos destinados a medir o som na água (hidrofones) ou no solo (instrumentos sísmicos).
A pressão sonora é medida em Pascals (Pa). Ela representa como o som é percebido pelo receptor, por exemplo, o ouvido humano. Muitas variáveis afetam a forma como percebemos um determinado som, como a refletividade do ambiente, o tamanho do espaço, a distância da fonte, entre outras.
Saiba mais:
O que é potência sonora?
A potência sonora é medida em watts (W). Ela representa a energia sonora que a fonte está gerando. É completamente independente de como o som é percebido pelo receptor.
Fabricantes de praticamente qualquer tipo de máquina ou dispositivo são obrigados por regulamentações, como a Diretiva de Máquinas e Ruído da União Europeia (UE) (2006/42/CE), a medir e declarar a potência sonora de seus produtos. Isso inclui desde brinquedos até impressoras, ferramentas industriais e máquinas de construção. As medições de potência sonora também são utilizadas em tarefas de engenharia, como o design acústico de produtos.
As normas relevantes de potência sonora incluem:
ISO 3741
ISO 3743-1
ISO 3743-2
ISO 3744
ISO 3745
ISO 639-3
ISO 639-4
ISO 639-5
ISO 639-6
Em resumo, enquanto a pressão sonora descreve a percepção do ouvinte em relação a um determinado som com base no ambiente acústico, a potência sonora descreve a energia do som em si, independentemente do ambiente ou de como o som é percebido. Esses termos têm significados muito diferentes e não devem ser usados de forma intercambiável.
Em poucas palavras, a potência sonora é a causa, enquanto a pressão sonora é o efeito que percebemos.
Saiba mais:
O que é intensidade sonora?
A intensidade sonora não é a mesma que a pressão sonora. Ela é definida como a potência transportada pelas ondas sonoras por unidade de área em uma direção perpendicular a essa área. A intensidade sonora é definida como a pressão sonora ( \(Pa\)) multiplicada pela velocidade das partículas ( ).
onde é a pressão sonora em pascals e v é a velocidade das partículas em metros por segundo.
A intensidade sonora é uma medição importante. Na prática, ela representa a taxa média no tempo do fluxo de energia por unidade de área. Ao contrário de muitos testes de potência sonora que exigem um ambiente controlado, como uma câmara anecoica, as medições de intensidade sonora podem ser realizadas em praticamente qualquer lugar.
Saiba mais:
O que é nível de exposição sonora?
O nível de exposição sonora é uma medida tanto do nível de som recebido quanto da duração dessa exposição. A duração é crítica, pois as pessoas podem suportar certas frequências e amplitudes por um curto período, mas exposições prolongadas ao ruído podem levar a danos auditivos ou até perda de audição. Sons acima de 90 dB são considerados prejudiciais aos seres humanos.
é a integral, ao longo do tempo, do quadrado da pressão sonora. A unidade SI é definida como:
(segundo pascal ao quadrado)
O que é nível de som?
Nível de som é um termo geral que pode incluir uma ou mais das formas específicas de medição do som, incluindo:
Nível de pressão sonora
Nível de intensidade sonora
Nível de potência sonora
Nível de exposição sonora
O nível de som geralmente é medido com um dispositivo chamado medidor de nível sonoro (ou simplesmente medidor de som). Consulte cada uma dessas grandezas, conforme descrito neste artigo, para obter informações específicas sobre elas.
O que é qualidade sonora?
A medição da qualidade sonora fornece uma avaliação objetiva de como os sons produzidos por máquinas são percebidos pelo ouvido humano. Com essas medições, engenheiros podem melhorar e refinar os sons gerados por seus equipamentos, criando produtos mais agradáveis para o usuário e para as pessoas ao redor.
Embora a percepção humana do som seja subjetiva, é possível realizar medições objetivas do som e aplicar a elas uma série de métricas de qualidade sonora, incluindo:
| Loudness | Cálculo de acordo com a ISO 532-1 e a ISO 532-2: Acústica, métodos para cálculo da sonoridade, método de Zwicker e método de Moore-Glasberg. A sonoridade do som é medida em decibéis (dB). |
| Agudeza | Calculada a partir da sonoridade específica, que é determinada de acordo com as normas ISO 532-1 e ISO 532-2. A agudeza é uma métrica psicoacústica que fornece uma medida numérica da sensação baseada na quantidade de componentes de alta frequência em um som. Sua unidade é o “acum”, em que 1 acum corresponde à agudeza de um ruído de banda larga centrado em 1 kHz, com largura de 1 banda crítica e nível de 60 dB. |
| Critério de Ruído (NC) | Uma métrica utilizada nos Estados Unidos para classificar fontes de ruído em ambientes internos |
| Classificação de Ruído (RC) | Uma métrica utilizada na Europa para classificar fontes de ruído em ambientes internos |
| Inteligibilidade da fala | Uma métrica para a avaliação da percepção da fala |
| Índice de articulação, estendido | Uma extensão da percepção da fala quando outros sons estão presentes |
| Curvas normais de igual sonoridade | Cálculo de acordo com e baseado na norma ISO 226 |
| Razão de proeminência | Cálculo em conformidade com a ISO 7779, medição do ruído aéreo emitido por equipamentos de tecnologia da informação e telecomunicações. |
Os testes de qualidade sonora são importantes para empresas que desejam avaliar e melhorar o som de seus produtos. O objetivo é torná-los mais atrativos para o usuário, controlando a forma como soam. Esses testes são aplicados em:
Ruído, vibração e aspereza automotiva (NVH), projetos e componentes automotivos
Dispositivos de áudio, incluindo alto-falantes, microfones, amplificadores, fones de ouvido e instrumentos musicais
Aparelhos domésticos e de jardim, por exemplo, cortadores de grama, lava-louças, refrigeradores, computadores, sistemas HVAC
São utilizados por departamentos de P&D para:
Benchmarking e melhoria
Definição de metas
Modelagem e simulação
Previsões
Engenharia reativa
Testes e solução de problemas
Validação de produtos
Saiba mais:
Como medir a frequência do som?
Uma das formas mais fundamentais e poderosas de medir as frequências contidas no som é a Transformada Rápida de Fourier, abreviada como FFT. A FFT é um conjunto de algoritmos que convertem dados do domínio do tempo em dados do domínio da frequência. Sistemas DAQ normalmente registram dados de som e ruído a partir de microfones, e então o software realiza a conversão do domínio do tempo para o domínio da frequência. Essa conversão pode ser feita em tempo real ou como uma função de pós-processamento.
Utilizando a análise FFT, diversas características do sinal podem ser investigadas com muito mais profundidade do que ao analisar apenas os dados no domínio do tempo. No domínio da frequência, as características do sinal são descritas por componentes de frequência independentes, enquanto no domínio do tempo são representadas por uma única forma de onda que contém a soma de todas as características.
Num gráfico típico no domínio do tempo, o eixo vertical representa a amplitude do sinal, e o eixo horizontal representa o tempo, assim, podemos ver como a amplitude de um sinal varia ao longo do tempo.
Os gráficos no domínio do tempo são essenciais e úteis para milhares de aplicações, mas não nos dizem muito sobre as frequências específicas contidas em sinais complexos. No entanto, usando a conversão FFT, convertemos o sinal de modo que o eixo vertical mostre a magnitude, e o eixo horizontal mostre a frequência em vez do tempo. Assim, a frequência torna-se o domínio em que estamos a trabalhar.
Referindo-se ao gráfico FFT abaixo, pode-se ver que o eixo de frequência está escalado de 0 Hz a 10 kHz da esquerda para a direita. Há um pico de magnitude muito grande a 1200 Hz, e um pico de frequência menor por volta de 3750 Hz.
O gráfico FFT clássico é uma ferramenta essencial na medição de frequência e é amplamente utilizado. Na maioria dos sistemas DAQ adequados para medições de som, um ou ambos os eixos podem ser escalados como lineares (como mostrado abaixo) ou logarítmicos, o que pode fornecer informações mais importantes dependendo da aplicação.
Como o tempo não está representado neste gráfico FFT clássico, os dados representam necessariamente um único momento no tempo. Mas qual momento e quanto tempo? Basicamente, a análise FFT envolve tirar um segmento de tempo (x número de amostras a uma taxa de amostragem y), realizar os cálculos e depois apresentá-lo. Isto é chamado de “tempo de janela” e pode ser controlado pelo engenheiro ou técnico que opera o analisador, bem como pelas capacidades básicas do próprio analisador.
Sistemas DAQ como os fabricados pela Dewesoft incluem ferramentas poderosas de análise FFT diretamente integradas no software. Cursores, incluindo cursores harmónicos, podem ser usados nos gráficos para clicar diretamente em picos e picos acentuados, e ler os seus valores exatos. Canais matemáticos também podem ser exibidos para mostrar automaticamente os valores de pico.
Note que também é possível apresentar o TEMPO num gráfico FFT, adicionando um terceiro eixo. Esta visualização 3D, também conhecida como “waterfall display”, representa frequência e magnitude, e tempo, usando codificação por cores para uma interpretação visual fácil.
Existem muitos aspetos da análise FFT, e está muito além do âmbito deste artigo abordá-los. Estes incluem resolução espectral, escala de amplitude, janelas de ponderação no tempo, média, sobreposição, e mais. Consulte o artigo informativo abaixo para saber mais sobre a análise de frequência FFT.
Saiba mais:
O que é um microfone?
Para além das suas aplicações óbvias no entretenimento e na fala em público, os microfones são sensores reais amplamente utilizados em aplicações de medição científica e industrial. Simplificando, um microfone é um sensor ou transdutor que converte som (energia acústica) em energia elétrica que podemos amplificar, digitalizar, visualizar, registar, e muito mais.
Tal como outros sensores, existem vários tipos de microfones que são normalmente utilizados em aplicações de medição de som e ruído. Isto deve-se ao facto de existirem muitas aplicações e ambientes diferentes neste campo muito amplo, como iremos descrever neste artigo. Respondendo às exigências de engenheiros envolvidos em testes de som, os fabricantes de microfones criaram uma vasta gama de microfones concebidos para responder a estas aplicações.
Os microfones utilizados para medição científica ou industrial de som também são referidos como sensores de microfone ou transdutores de microfone.
Como funcionam os microfones?
Um microfone é um transdutor que converte energia sonora em energia elétrica. Existem vários tipos de microfones, e funcionam de maneiras diferentes. Mas devemos começar com o microfone dinâmico clássico inventado há mais de 100 anos.
Um diafragma feito de material fino como plástico ressoa em resposta às ondas de pressão sonora incidentes.
Uma bobina ligada ao diafragma move-se para a frente e para trás em sincronização.
Um íman permanente cria um campo magnético que é induzido na bobina.
Esta corrente é um “análogo” do som. Flui para fora da bobina e pode ser amplificada, convertida para digital, registada para visualização e análise, etc.
O tipo de transdutor de microfone descrito acima é normalmente referido como um microfone dinâmico. Note que, se inverter este transdutor introduzindo um sinal elétrico na sua saída, a bobina mover-se-á e acionará o diafragma. E se tornar o diafragma muito maior, este moverá o ar e criará som. Parabéns, acabou de construir um altifalante, é simplesmente um microfone dinâmico ao contrário!
Quais são as tecnologias de microfone mais importantes?
As três tecnologias mais essenciais por trás dos microfones atualmente são:
Microfones dinâmicos baseiam-se na indução magnética, onde uma bobina móvel ligada a um diafragma e enrolada em torno de um íman permanente converte a pressão sonora num sinal elétrico. Uma variação é o microfone de fita, que utiliza uma fina fita metálica como diafragma e transdutor. Os microfones dinâmicos são usados principalmente em música, entretenimento, radiodifusão e sistemas de som.
Microfones de condensador baseiam-se na capacitância. Um diafragma com uma placa carregada atrás dele gera uma carga elétrica em resposta às ondas de pressão sonora. São amplamente utilizados em medições de som e aplicações científicas.
Microfones piezoelétricos também se baseiam na capacitância, mas utilizam um material cristalino em vez de uma placa carregada. Também são amplamente utilizados em medições de som e aplicações científicas.
Como são tão importantes em medições de som e aplicações científicas, iremos focar-nos nos microfones de condensador e piezoelétricos neste artigo.
Microfones de condensador
Um dos microfones mais populares para medição de som é o tipo de condensador. Estes microfones são concebidos com um diafragma metálico fino colocado junto a uma placa traseira metálica. Quando a pressão sonora atua sobre eles, a capacitância entre o diafragma e a placa traseira altera-se. Esta alteração de capacitância é emitida como um sinal AC que podemos amplificar, medir, digitalizar e analisar.
Os microfones de condensador requerem alimentação para gerar uma carga no diafragma e na placa. Isto pode ser feito de duas formas, dependendo do microfone selecionado:
Microfones polarizados externamente requerem uma alimentação de 200 V proveniente de uma fonte externa de microfone. Normalmente é utilizado um conector LEMO de 7 pinos ou semelhante para fazer as ligações necessárias.
Microfones pré-polarizados não requerem uma alimentação de 200 V. Também conhecidos como microfones eletreto, são permanentemente polarizados por meio de um material dielétrico permanentemente carregado, utilizado como diafragma ou localizado noutra parte da cápsula. No entanto, necessitam de uma fonte de corrente constante, como a exigida por um acelerómetro IEPE típico, por vezes referida como “phantom power”. Como esta corrente DC pode ser transportada na linha de sinal sem interferência, estes microfones requerem apenas um conector de 2 pinos, normalmente um BNC.
Os microfones de condensador estão disponíveis numa variedade de tamanhos, com diâmetros de 1 polegada, ½ polegada, ¼ polegada ou ⅛ polegada. Microfones maiores podem ser mais sensíveis e, assim, medir sinais de frequência mais baixa do que microfones de menor diâmetro.
Microfones piezoelétricos
Os microfones piezoelétricos funcionam de forma semelhante aos acelerómetros piezoelétricos (IEPE). Operam com base no princípio de que certos materiais cristalinos, como o quartzo, produzem uma carga variável quando são mecanicamente submetidos a esforço, seja por aceleração ou, neste caso, por pressão sonora. Um pequeno amplificador interno converte este sinal de carga num nível de tensão mais elevado, que é enviado para um condicionador de sinal IEPE.
Os condicionadores de sinal IEPE fornecem a alimentação de corrente constante necessária para alimentar o pequeno amplificador dentro dos microfones piezoelétricos.
Qual é melhor, microfones de condensador ou piezoelétricos?
Os microfones de condensador e piezoelétricos desempenham funções diferentes. Por exemplo, os microfones de condensador têm um nível de ruído muito mais baixo do que os microfones piezoelétricos. Por outro lado, os microfones piezoelétricos podem suportar níveis de pressão mais elevados do que os microfones de condensador, pelo que podem ser utilizados em testes de explosão e outras aplicações de som e ruído de alta amplitude. Nenhuma das tecnologias é “melhor” em si, têm funções diferentes.
| Microfones de condensador | Microfones piezoelétricos | ||
|---|---|---|---|
| Pré-polarizado | Polarizado externamente | ||
| Faixa dinâmica | Excelente | Excelente | Boa |
| Operação de alta amplitude (aplicações de choque, explosão) | Boa | Boa | Excelente |
| Aplicações de alta temperatura | Boa | Superior | Boa |
| Aplicações de alta humidade | Superior | Boa | Boa |
| Conectividade | Ligação IEPE de 2 fios, conector BNC | Ligação de 7 fios, alimentação externa de 200 V necessária, LEMO | Ligação IEPE de 2 fios, conector BNC |
| Custo | Custo mais baixo do que os polarizados externamente | Custo mais elevado do que os pré-polarizados | Semelhante aos condensadores pré-polarizados |
Tipos especiais de microfones
Hidrofones
Não se utilizaria um microfone normal e o colocaria na água, porque seria danificado ou destruído. Para aplicações subaquáticas, os fabricantes oferecem microfones especializados chamados “hidrofones”. Estes microfones resistentes à corrosão são concebidos para serem submersos permanentemente na água e são utilizados numa grande variedade de aplicações industriais, científicas e militares.
As ondas de pressão sonora propagam-se 4,3 vezes mais rápido na água do que no ar. E como a água é muito mais densa do que o ar, um determinado som exerce muitas vezes mais pressão na água do que exerceria no ar. Os hidrofones são especialmente concebidos para operar neste meio.
Os hidrofones estão disponíveis em modelos unidirecionais e omnidirecionais. Também é possível utilizá-los em arrays para uma variedade de aplicações, incluindo beamforming, uma técnica de filtragem espacial.
Como a pressão debaixo de água aumenta quanto mais fundo se vai, verifique sempre se o hidrofone foi concebido para a profundidade necessária.
Microfones em array
Como o nome indica, os microfones em array (também conhecidos como “arrays de microfones”) consistem em vários microfones dispostos num padrão. Destinam-se a realizar medições tridimensionais do som. Sistemas de microfones em array podem consistir desde 2 microfones utilizados para detetar fugas em aparelhos auditivos, até mais de 100 microfones utilizados em aplicações de beamforming e holografia acústica.
Os sistemas de microfones em array são utilizados numa variedade de aplicações, incluindo:
Teste de som de turbinas eólicas
Testes de passagem de automóveis e comboios
Emissões sonoras em fábricas
Holografia
Testes no interior de automóveis e aeronaves
Testes de ruído de motores
Mapeamento da pressão sonora
Beamforming
Testes de ruído de dispositivos médicos
Ensaios em túnel de vento de automóveis, aeronaves, etc.
Microfones MEMS
Se estiver a ler este artigo num computador portátil, tablet ou smartphone, é muito provável que exista um microfone MEMS integrado. Tirando partido da tecnologia MEMS (sistema microeletromecânico), os microfones MEMS podem ser fabricados com dimensões inferiores a 3 x 2 x 1 mm. Em unidades inglesas, medem apenas cerca de 1/8 de polegada no seu ponto mais largo.
A maioria dos microfones MEMS consiste num diafragma sensível à pressão que foi gravado diretamente no silício. Frequentemente possuem um pré-amplificador integrado e, muitas vezes, incluem um ADC que converte o som analógico num fluxo de dados digital. Embora os microfones MEMS tenham sido principalmente do tipo condensador desde a sua invenção, modelos piezoelétricos também estão agora disponíveis.
Além de computadores, telefones e tablets, os microfones MEMS são também utilizados em eletrónica vestível, drones, dispositivos da internet das coisas (IoT), comandos de televisão inteligentes, entre outros.
Sondas de intensidade sonora
As sondas de intensidade são microfones utilizados para medir a intensidade do som, conforme definido anteriormente.
A maioria das sondas de intensidade sonora utiliza um par de microfones de campo livre com fase ajustada para medir tanto a pressão instantânea como o gradiente de pressão do campo sonoro. São frequentemente fornecidas em hastes que permitem apontar o sistema para a fonte sonora. Mover o sistema permite aplicações de mapeamento da intensidade sonora, medição da potência sonora, e medições conforme as normas IEC 61043 e ISO 9614-1.
Como escolher o microfone certo
Tal como qualquer outro sensor, a escolha do microfone certo é determinada pela aplicação. Em aplicações de medição de som, o ambiente é frequentemente um fator determinante na seleção e configuração do microfone.
O ambiente de medição é frequentemente referido como o campo de resposta. Quando se fala de microfones como sendo do tipo “campo livre” ou “campo de pressão”, isso refere-se ao campo de resposta em que serão utilizados. Descreveremos o que isto significa abaixo.
Além de selecionar um microfone concebido para o ambiente de medição pretendido, também é necessário considerar a largura de banda e o nível máximo de SPL (nível de pressão sonora) que o microfone deverá suportar.
Se o ambiente de medição for muito quente ou frio, ou apresentar níveis elevados de humidade, deve também verificar essas especificações nos microfones e nos seus condicionadores de sinal. De forma geral, os microfones de condensador são mais afetados negativamente por ambientes de alta temperatura e humidade do que os microfones piezoelétricos. No entanto, alguns fabricantes oferecem microfones de condensador especificamente concebidos para ambientes exigentes.
Microfones de campo livre
Os microfones de campo livre destinam-se a ser utilizados em ambientes sem reflexões, como ao ar livre ou em câmaras anecoicas. São concebidos para medir variações de pressão sonora que se propagam livremente no ar, normalmente a partir de uma única fonte. Os microfones de campo livre são geralmente apontados diretamente para a fonte sonora.
Os microfones de campo livre destinam-se a medir a pressão sonora como se o próprio microfone não estivesse presente no campo. Naturalmente, qualquer objeto físico dentro do campo pode perturbá-lo, isto pode ocorrer quando os comprimentos de onda da frequência sonora se aproximam das dimensões do próprio microfone. Como resultado, os fabricantes normalmente adicionam valores de correção de calibração do microfone para compensar qualquer perturbação que o próprio microfone possa causar no campo sonoro.
As aplicações de teste em campo livre incluem:
Testes de passagem de automóveis e outros testes de níveis de ruído ao ar livre
Teste de altifalantes
Testes de eletrodomésticos em câmaras adequadas, incluindo máquinas de lavar roupa, máquinas de lavar loiça, liquidificadores e outros bens de consumo
Diagnóstico de funcionamento para eliminar vibração ou ruído excessivo
Monitorização de ruído ao ar livre
Microfones de campo de pressão
Os microfones de campo de pressão destinam-se a medir a pressão sonora no diafragma do microfone. Por vezes, estes microfones são colocados diretamente numa parede, acoplador, ou na superfície interna de uma câmara ou área fechada, para que possam medir a pressão sonora na parede ou superfície. São utilizados em praticamente todas as aplicações de teste com simuladores de ouvido.
Os microfones de campo de pressão são normalmente concebidos para ter uma resposta de frequência muito plana. Como resultado, são por vezes utilizados em aplicações de incidência aleatória, conforme descrito abaixo, quando essa resposta plana é necessária.
As aplicações de teste em campo de pressão incluem:
Testes de simulação do ouvido humano
Medição da pressão sonora em fuselagens de aeronaves
Medição da pressão sonora em paredes e cavidades
Medição da pressão sonora no interior de tubos e outras estruturas
Microfones de incidência aleatória
Os microfones omnidirecionais de incidência aleatória (também conhecidos como “campo difuso”) são concebidos para ambientes onde o som pode vir de qualquer ou de todas as direções. Estes incluem ambientes altamente refletivos, câmaras de reverberação e semelhantes. Estes microfones são projetados para responder de forma uniforme à pressão sonora que chega de todas as direções ao mesmo tempo.
As aplicações de teste em campo de pressão incluem:
Acústica de salas, auditórios e teatros
Testes de ruído no habitáculo de automóveis
Testes de ruído no habitáculo de aeronaves
Testes de eletrodomésticos
Testes de ruído ambiental
Adequado para ambientes de som de média e alta amplitude
Principais especificações de microfones
Resposta dinâmica
Um ouvido humano normal consegue ouvir sons até 20 milionésimos de um Pascal. Como esta escala não é muito prática para uso diário, e porque a audição humana é de natureza logarítmica, a maioria dos engenheiros e cientistas utiliza a escala de decibéis (dB).
| Valor em Pascal | Valor em decibéis (dB) | |
|---|---|---|
| Limite da audição humana | 0.00002 Pa | 0 dB |
| Ruído ambiente típico de escritório | 0.02 Pa | 60 dB |
| Ruído ambiente típico de fábrica | 0.2 Pa | 80 dB |
| Martelo pneumático em funcionamento | 2 Pa | 100 dB |
| Decolagem de motor a jato | 20 Pa | 120 dB |
| Limiar da dor | 200 Pa | 140 dB |
A escala de decibéis (dB) recebeu o nome do cientista escocês Alexander Graham Bell, inventor do telefone e do audiômetro.
Os microfones são classificados de acordo com o nível máximo de pressão que conseguem suportar antes que o diafragma entre em contacto com a placa, ou quando a distorção harmónica total (THD) atinge um valor especificado, como 3%, por exemplo.
Os fabricantes também especificam frequentemente o menor som que o microfone consegue detetar. Por vezes designado como ruído térmico da cápsula (CTN), este valor define o menor som que o microfone consegue detetar acima do ruído elétrico do seu circuito.
Microfones com diafragmas maiores têm normalmente níveis de ruído mais baixos (CTN) do que microfones com diafragmas menores.
Resposta em frequência
A largura de banda é sempre uma consideração importante quando se trata de qualquer sensor ou transdutor. A largura de banda utilizável, ou resposta em frequência, de um sensor de som (microfone) é medida entre o seu CTN e o nível máximo de pressão sonora nominal. Ao analisar a ficha técnica de um microfone, preste atenção à tolerância, além da própria resposta em frequência. A tolerância é normalmente expressa em decibéis, como ±2 dB, ou semelhante.
Relação sinal-ruído
A relação entre a energia sonora desejada e a energia sonora indesejada é conhecida como relação sinal-ruído (SNR). A SNR é expressa em dB. Uma relação SNR superior a 1:1 significa que há mais potência de sinal do que de ruído.
SNR = Psignal / Pnoise
Onde:
P = potência média
Padrões polares
O padrão polar de um microfone define a sua sensibilidade a sons provenientes de diferentes direções em torno do seu eixo. Os microfones podem ser concebidos para serem mais sensíveis a sons vindos da frente, por exemplo, de modo a focar-se apenas nesses sons e ignorar os que vêm de trás ou dos lados. Os padrões mais comuns incluem:
Microfones omnidirecionais
Os microfones omnidirecionais são concebidos para medir o som proveniente de todas as direções de forma igual. Em termos práticos, isto não é totalmente possível devido à física de qualquer microfone e à sua própria presença no campo sonoro, mas os microfones omnidirecionais alcançam um excelente desempenho e a medição mais pura possível da pressão sonora.
Microfones unidirecionais (também conhecidos como microfones cardioides)
Nomeados pela forma “em coração” que o seu padrão polar apresenta, os microfones cardioides destinam-se a medir o som proveniente principalmente da frente do microfone. Existem várias implementações do padrão cardioide, incluindo cardioide, hipercardioide, supercardioide e subcardioide. Observando as imagens do padrão polar abaixo, pode ver-se que são concebidos para medir principalmente a partir de uma única direção, em diferentes graus:
Existem outros padrões, incluindo bidirecional, também conhecido como “figura em 8”, que é utilizado para medir o som tanto à frente como atrás do microfone, entre outros.
Aplicações de medição com microfones
Existem centenas de aplicações para medir som e ruído. No entanto, algumas são muito populares e amplamente utilizadas em várias indústrias. Ao mais alto nível, existe um grupo de testes chamado NVH, que significa ruído, vibração e aspereza.
Aplicações NVH (ruído, vibração e aspereza)
Embora os testes NVH se apliquem a uma grande variedade de máquinas, desde o seu cortador de relva até uma betoneira, o NVH está mais associado aos testes automóveis. Se estiver familiarizado com conduzir um carro de preço médio e depois entrar num modelo de luxo, terá sem dúvida uma experiência muito diferente. Fechar a porta de um carro de luxo parece bloquear a maior parte do som exterior, e o motor, apesar da sua potência, funciona de forma suave e agradável. Há poucos, ou nenhuns, ruídos parasitas e rangidos.
Esta experiência relativamente agradável é o resultado de inúmeras horas de testes, design, re-testes e redesenho realizados por uma equipa de engenheiros automóveis. Microfones e outros sensores são utilizados para medir as vibrações acústicas e transmitidas, tanto no interior como no exterior do veículo, em condições reais de condução e em câmaras anecoicas. Depois, os engenheiros utilizam estes dados para aperfeiçoar o design e os materiais do veículo até cumprir os requisitos de ruído em diversas condições de condução.
A aspereza é mais subjetiva e difícil de quantificar, pois está relacionada com o quão “irritante” um som, vibração ou combinação pode ser para uma pessoa média.
Existem numerosos testes NVH interiores (dentro do habitáculo) e exteriores realizados em automóveis, camiões e autocarros, incluindo:
Testes de ruído de travões
Testes de ruído de passagem de veículos
Testes de ruído do motor
Testes do sistema de transmissão
Testes de ruído de passagem
Testes de ruído de escape
Testes de veículos elétricos e híbridos
Testes de ruído do vento
Testes de ruído de vibrações, rangidos e estalos
Testes de ruído no interior do veículo
Testes de ruído da estrada
Ruído no trabalho e ruído ambiental
A exposição das pessoas ao ruído no local de trabalho é uma questão de saúde e, por isso, é regulamentada nos EUA, na Europa e noutros locais. Existem aplicações de medição de som e ruído, incluindo:
Testes de ruído urbano
Testes de ruído em locais de trabalho e fábricas
Testes de acústica de salas
Testes de ruído em aeroportos
Testes de nível sonoro em concertos musicais
Eletroacústica
Testes de som em telefones - com fio, sem fios e mãos-livres
Testes de aparelhos auditivos
Testes de altifalantes e altifalantes inteligentes
Testes de auscultadores - com fio e sem fios
Análise de máquinas
Quando pensamos em prever falhas de máquinas e diagnosticar problemas, normalmente pensamos em medir vibrações e temperatura, mas o ruído é um indicador importante da saúde da máquina. Máquinas desequilibradas, por exemplo, muitas vezes apresentam isso primeiro através do som. Se já ouviu a sua máquina de secar roupa a trabalhar com uma carga mal distribuída, sabe como isso soa.
Testes de vibração de máquinas
Monitorização de condição
Testes de manutenção preditiva
Deteção de fugas de ar e gás
Identificação da fonte de ruído
Por vezes, não é suficiente saber apenas quanto ruído existe num determinado local, sendo necessário saber exatamente de onde ele provém. Que componente ou sistema está a gerar o ruído e porquê? Para estas aplicações, os microfones em array são uma boa solução, pois conseguem criar uma representação tridimensional de uma área.
Imagine um comboio do metro a passar por um array de microfones. Talvez as rodas ou os travões estejam a chiar, ou o sapato esteja a deslizar sobre o terceiro carril e a produzir ruído, ou o pantógrafo esteja a deslizar ao longo dos cabos aéreos. Para objetos em movimento, o software de beamforming ajuda a criar um mapa 3D ao longo do tempo.
Por vezes referidos como “câmaras acústicas”, os sistemas de microfones em array podem operar a nível micro, como em testes de aparelhos auditivos, ou a nível macro, como em grandes máquinas (geradores, máquinas de corte, comboios, carros, aeronaves) ou até numa fábrica inteira.
Análise de fontes de ruído em sistemas de transporte - aeroportos, metro, estações de autocarros
Ensaios acústicos em túnel de vento - aeroespacial e automóvel
Holografia acústica
Mapeamento da intensidade sonora
Testes de ruído de motores
Testes de ruído no habitáculo
Deteção de fugas de gás em hospitais
Deteção de fugas de ar comprimido
Módulos de medição de som da Dewesoft
A Dewesoft oferece uma variedade de sistemas DAQ de alto nível ideais para medição de som e vibração. Aqui está uma breve visão geral:
Sistemas DAQ SIRIUS
Série DualCoreADC
Os sistemas SIRIUS® DualCoreADC® utilizam dois ADCs de 24 bits por canal para alcançar uma impressionante gama dinâmica de 160 dB tanto no domínio do tempo como no da frequência. Taxas de amostragem até 200 kS/s por canal e filtragem anti-aliasing integrada proporcionam mais de 70 kHz de largura de banda garantida sem aliasing. Todos os canais são galvanicamente isolados, evitando problemas de modo comum, ruído e falhas de terra.
Série de alta densidade
Ao utilizar um único ADC de 24 bits por canal, os sistemas SIRIUS HD continuam a oferecer elevado desempenho dinâmico, mas com o dobro dos canais por módulo: 16 em vez de 8.
Série de alta velocidade
Utilizando tecnologia ADC SAR de 16 bits, os sistemas SIRIUS HS oferecem taxas de amostragem até 1 MS/s por canal, ainda com 8 canais por módulo.
Série de velocidade extra elevada
Os sistemas SIRIUS XHS representam uma nova geração de sistemas DAQ. Cada canal pode amostrar até 15 MS/s. Quando a taxa de amostragem é de 1 MS/s ou inferior, a resolução é de 24 bits. Acima de 1 MS/s é de 16 bits. Ainda mais impressionante é que cada canal pode ser configurado para qualquer taxa de amostragem e modo de medição, mantendo-se totalmente sincronizados.
Amplificadores de microfone e acelerómetro SIRIUS ACC
O SIRIUS pode ser configurado com uma grande variedade de amplificadores para lidar com praticamente qualquer sinal e qualquer sensor, indo muito além das medições de som e vibração. No entanto, os amplificadores utilizados para estas aplicações pertencem à série ACC.
Os amplificadores ACC são concebidos para trabalhar com sensores IEPE, incluindo acelerómetros, microfones piezoelétricos e microfones de condensador pré-polarizados. Fornecem a corrente constante necessária para estes sensores. Existe um amplificador ACC disponível para os quatro tipos principais de chassis SIRIUS:
| Amplificador ACC | SIRIUS DualCoreADC | SIRIUS HD (Alta densidade) | SIRIUS HS (Alta velocidade) | SIRIUS XHS (Velocidade extra elevada) |
|---|---|---|---|---|
| Conector | BNC | BNC | BNC | BNC |
| Máx. canais por módulo | 8 | 16 | 8 | 8 |
| Taxa máxima de amostragem | 200 kS/s/ch | 200 kS/s/ch | 1 MS/s/ch | 15 MS/s/ch |
| Resolução | 24-bit | 24-bit | 16-bit | 24-bit até1 MS/s, então 16-bit |
| Gama dinâmica | -140 dB (-160 dB @ DualCore) | -137 dB (@ 10 kS/s) | -89 dB (±10V @ 100 kHz | até150 dB @ 1 MHz |
| Largura de banda | ~ 76 kHz | ~ 76 kHz | 500 kHz | 5 MHz |
| Intervalos de tensão | ±200 mV to ±10 V | |||
| Intervalos de tensão | DC ou AC 0.1 Hz, 1 Hz | DC ou AC 0.1 Hz, 1 Hz | DC ou AC 1 Hz | DC ou AC 0.1 Hz, 1 Hz |
| Alimentação de sensor IEPE | 2, 4, 8, 12, 16 ou 20 mA | 4, 8, ou 12 mA | 4 ou mA | 2, 4, 8, 12, 16 ou 20 mA |
| Isolamento | 1000 V | |||
| Opção de contador | Sim, aceita encoders, tacômetros e sensores de pulso, e mais. Ideal para rastreamento de ordem, vibração torsional e rotacional, e mais. | |||
| Mais funções | Interface TEDS, base de dados de sensores integrada, deteção automática de erros de sensores | |||
| Compatibilidade de sensores | Microfones condensadores pré-polarizados, microfones piezoelétricos, microfones polarizados externamente com uma fonte de alimentação externa, acelerómetros IEPE |
Note que os amplificadores SIRIUS ACC são compatíveis com todos os principais tipos de microfones, incluindo suporte nativo para microfones condensadores pré-polarizados e piezoelétricos. Microfones condensadores não pré-polarizados também podem ser utilizados se tiverem uma fonte de alimentação externa. Para suporte direto de microfones condensadores polarizados externamente, veja o SIRIUS MIC200 abaixo.
Saiba mais:
Sistema SIRIUS MIC200
O SIRIUS MIC200 é um sistema de aquisição de dados SIRIUS de alto desempenho com 8 canais, configurado especificamente para microfones condensadores polarizados externamente. Utiliza conectores LEMO de 7 pinos para fornecer os 200 V necessários para este tipo de microfone. O SIRIUS MIC200 foi concebido para medições precisas de sinais de alta amplitude, com elevada estabilidade temporal e térmica.
Características do SIRIUS MIC200
Alto alcance dinâmico: a tecnologia DualADC proporciona um alcance dinâmico de 160 dB
Aquisição rápida: taxa de amostragem de 200 kS/s que suporta microfones de alta frequência
Suporte para microfones de várias marcas: conector LEMO de 7 pinos padrão da indústria compatível com todas as principais marcas de microfones
Suporte TEDS: configuração automática de microfones com TEDS
Elevado número de canais: utilize quantos MIC200 forem necessários para as suas aplicações. Vários sistemas são sincronizados automaticamente
Software DewesoftX incluído
SLM Classe 1 IEC e um conjunto completo de medições avançadas em conformidade com ISO: potência sonora, intensidade sonora, qualidade sonora, RT60
Serviços de calibração acústica IEC: IEC61672, IEC61260, IEC 60651, IEC 61094-4, etc., com possibilidade de encomendar tudo pré-calibrado de fábrica
O SIRIUS MIC200 é multifuncional e extensível. Pode ser sincronizado com qualquer outro sistema de aquisição de dados Dewesoft. Pode adquirir simultaneamente temperatura, vibração, vídeo, deformação e muito mais, tudo num único software, com todos os dados perfeitamente sincronizados.
SIRIUS MINI
O SIRIUS mini é um sistema de aquisição de dados muito compacto, alimentado por USB, configurado com quatro entradas analógicas de alto alcance dinâmico para sinais de tensão direta ou IEPE/ICP. Cada amplificador possui dois ADCs Sigma-Delta de 24 bits com taxa de amostragem até 200 kHz por canal e filtragem anti-aliasing integrada. O resultado é um alcance dinâmico até 160 dB, ideal para medições de som e vibração.
Basta ligar o SIRIUS mini a um computador Windows® e executar o software DewesoftX incluído, e terá um poderoso sistema de aquisição de dados de quatro canais para centenas de aplicações em medições de som e vibração.
Cada uma das quatro entradas analógicas pode suportar qualquer microfone condensador ou piezoelétrico alimentado por IEPE, ou acelerómetro IEPE. Também pode utilizar microfones condensadores polarizados externamente, alimentando-os externamente.
Verá que as especificações de entrada são quase idênticas às do amplificador ACC da série SIRIUS DualCore apresentada na secção anterior:
| SIRIUS mini | |
|---|---|
| Conector | BNC |
| N.º de canais | 4 |
| Taxa de amostragem (máx.) | 200 kS/s/ch |
| Resolução | 24-bit |
| Alcance dinâmico | -140 dB (-160 dB @ DualCore) |
| Largura de banda | ~ 76 kHz |
| Faixas de tensão | ±500 mV ou ±10 V |
| Acoplamento de entrada | DC ou AC 0.1 Hz, 1 Hz |
| Alimentação de sensores IEPE | 2, 4, 8, 12, 16 ou 20 mA |
| Proteção contra sobretensão | In+ a In-: 50 V contínuos; 200 V de pico (10 ms) |
| Opção de contador | Sim |
| Mais funções | Interface TEDS, base de dados de sensores integrada, deteção automática de erros de sensores |
| Compatibilidade de sensores | Microfones condensadores pré-polarizados, microfones piezoelétricos, microfones polarizados externamente com uma fonte de alimentação externa, acelerómetros IEPE |
| Tamanho | 146 x 139 x 64 mm (5.7 x 5.4 x 2.5 in.) |
| Peso | 0.74 kg (1.63 lbs) |
Com a entrada opcional SuperCounter, pode adicionar encoders e sensores tacho para realizar rastreamento de ordem em máquinas rotativas e mais.
O SIRIUS mini é alimentado pelo seu computador portátil e cabe facilmente numa mochila.
Saiba mais:
DEWE-43A
O DEWE-43A é um sistema de aquisição de dados compacto, alimentado por USB, configurado com oito entradas analógicas universais, oito SuperCounters e duas interfaces CAN BUS.
Cada amplificador possui um ADC Sigma-Delta de 24 bits com taxa de amostragem até 200 kHz por canal e filtragem anti-aliasing integrada. Cada uma das entradas analógicas pode medir diretamente tensão ou sensores de ponte completa. Mas torna-se uma ferramenta de medição de som e aceleração quando liga pequenos adaptadores DSI-ACC às entradas analógicas. Os adaptadores DSI-ACC permitem a ligação direta de microfones IEPE e acelerómetros.
Basta ligar o DEWE-43A a um computador Windows® e executar o software DewesoftX incluído, e terá um poderoso sistema de aquisição de dados de 8 canais para centenas de aplicações em medições de som e vibração, e mais.
Configurado com um adaptador DSI-ACC, cada entrada analógica pode suportar qualquer microfone condensador ou piezoelétrico alimentado por IEPE, ou acelerómetro IEPE. Também pode utilizar microfones condensadores polarizados externamente, alimentando-os externamente. Ao utilizar o adaptador DSI-CHG, pode ligar acelerómetros de carga. Existem outros adaptadores DSI para outros sensores, incluindo LVDTs, corrente, tensões até ±200, e mais.
Aqui estão as especificações do DEWE-43A com adaptadores DSI-ACC:
| DEWE-43A com adaptador DSI-ACC | |
|---|---|
| Conector | BNC |
| N.º de canais | Up to 8 |
| Taxa de amostragem (máx.) | 200 kS/s/ch |
| Resolução | 24-bit |
| Relação sinal-ruído | 0.1 kS/s to 51.2 kS/s: 105 dB51.2 kS/s to 102.4 kS/s: 100 dB102.4 kS/s to 200 kS/s: 75 dB |
| Largura de banda | ~ 76 kHz |
| Faixas de tensão | ±10 mV, ±100 mV, ±1 V, ±10 V |
| Alimentação de sensores IEPE | 20 mA |
| Proteção contra sobretensão | ±70 V |
| Contadores | 8 SuperCounters isolados integrados |
| CAN BUS | 2 interfaces CAN BUS isoladas integradas |
| Mais funções | Interface TEDS para identificação DSI, base de dados de sensores integrada |
| Compatibilidade de sensores | Microfones condensadores pré-polarizados, microfones piezoelétricos, microfones polarizados externamente com fonte de alimentação externa, acelerómetros IEPE |
| Tamanho | 225 x 80 x 45 mm (8.8 x 3.1 x 1.7 in.) |
| Peso | 0.72 kg (1.59 lbs) |
Ao utilizar qualquer uma das oito entradas SuperCounter incluídas, pode adicionar encoders e sensores tacho para realizar rastreamento de ordem em máquinas rotativas e mais.
O DEWE-43 é alimentado por uma ampla gama de fontes DC e inclui um adaptador AC/DC. Pode transportar várias unidades em qualquer mochila.
Saiba mais:
Série KRYPTON
KRYPTON é uma série de aquisição de dados extremamente robusta que pode ser utilizada ao ar livre e em ambientes extremos. É à prova de água, funciona em temperaturas extremas e suporta choques e vibrações intensos. Existem módulos KRYPTON de um canal e de múltiplos canais. Os módulos são interligados através de cabos EtherCAT, que transportam alimentação, sincronização e os dados digitalizados para um computador anfitrião a executar o software de aquisição DewesoftX incluído
Os módulos da série KRYPTON ACC estão disponíveis para microfones condensadores ou piezoelétricos alimentados por IEPE, ou acelerómetros IEPE. Também pode utilizar microfones condensadores polarizados externamente, alimentando-os externamente. Cada amplificador possui um ADC Sigma-Delta de 24 bits e filtragem anti-aliasing integrada.
Aqui estão as especificações ao utilizar amplificadores KRYPTON ACC de um ou múltiplos canais:
| KRYPTON 4xACC | KRYPTON 8xACC | KRYPTON 1xACC | |
|---|---|---|---|
| Conector | BNC | ||
| N.º de canais | 4 | 8 | 1 |
| Taxa de amostragem máx. | 20 kS/s/ch | 40 kS/s | |
| Resolução | 24-bit | ||
| Alcance dinâmico | Alcance dinâmico típico @ 10 kS/sec:-140 dB @ ±10 V-134 dB @ ±200 mV | SFDR típico (10 kS/s, onda senoidal -1 dBFS a 1 kHz): -113 dB a ±10 V, -106 dB a ±200 mV | |
| Largura de banda | 0,49 fs (largura de banda sem alias: 0,453 fs) | ||
| Faixas de tensão | ±10 V, ±5 V, ±1 V, ±200 mV | ||
| Acoplamento de entrada | DC, AC 0.1 Hz, 1 Hz | ||
| Alimentação de sensores IEPE | 4 ou 8 mA | ||
| Proteção de entrada | In+ a In-: 50 V contínuos, 200 V de pico (10 ms) | In+ a In-: 50 V contínuos, 200 V de pico (10 ms) e isolamento de 125 Vrms canal para terra | |
| Dimensões | 213 x 39 x 56 mm | 213 x 54 x 56 mm | 62 x 56 x 29 mm |
| Mais funções | Interface TEDS para identificação DSI, base de dados de sensores integrada | ||
| Compatibilidade de sensores | Microfones condensadores pré-polarizados, microfones piezoelétricos, microfones polarizados externamente com uma fonte de alimentação externa, acelerómetros IEPE |
Nota: KRYPTON-1xACC pode amostrar a 50 kHz se for o único módulo na cadeia EtherCAT. Esta funcionalidade é útil para medições com microfones onde é necessária uma taxa de amostragem de 50 kHz.
Saiba mais:
Software de medição e análise de som
O software de aquisição DewesoftX pode lidar com uma variedade de aplicações de medição acústica, som e ruído, incluindo potência sonora, intensidade sonora, qualidade sonora, e mais. Aqui está uma breve visão geral destas soluções de software prontas a usar:
Medidor de nível sonoro
Este complemento do software DewesoftX é um medidor de nível sonoro Classe 1 IEC 61672. Permite realizar medições IEC 60651 e IEC 60804 tanto no ar como na água. As medições acústicas podem ser combinadas com todos os outros parâmetros de medição física, sistemas de bus de veículos, vídeo, GPS e outros cálculos para criar uma visão completa da sua medição.
Ponderações de frequência padrão predefinidas A, B, C, D e Z, ponderação temporal (Fast, Slow ou Impulse), nível de pressão sonora, níveis equivalentes, de pico, mínimo e máximo, energia sonora, impulsividade do som, níveis estatísticos de ruído (classes de valores LAF1, 5, 10, 50, 90, 95 e 99 %) estão todos disponíveis ao mesmo tempo.
Visualizações flexíveis com medidores digitais, barras analógicas, registos no domínio do tempo, FFT de banda estreita e analisadores de oitava podem ser combinadas livremente para apresentar os dados do SLM em tempo real, bem como em pós-processamento.
Saiba mais:
Potência sonora
Este complemento do software DewesoftX está totalmente em conformidade com as normas relevantes de potência sonora ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3744, ISO 3745, ISO 6393, ISO 6394, ISO 6395, ISO 6396.
O software guia o utilizador ao longo de toda a medição, incluindo a introdução de todos os parâmetros relevantes relativos às posições dos microfones em torno da hemisfera, de acordo com as normas, calibração dos microfones, e mais.
Após o teste, o software permite ao operador gerar um relatório padronizado em Microsoft Excel® com apenas alguns cliques.
Todos os parâmetros calculados estão disponíveis durante a medição e também offline; cálculo rápido dos fatores de correção K1, medição de ruído de fundo, K2, correção de sala com módulo RT60 integrado, C1, C2 e C3, desvios devido a variações de temperatura e pressão barométrica; suporte para armazenamento de dados brutos no domínio do tempo e cálculo offline da potência sonora.
Saiba mais:
Qualidade sonora
A medição da qualidade sonora é uma ferramenta indispensável. Estas medições abordam a necessidade de avaliar empiricamente como o som produzido por diferentes tipos de máquinas é percebido pelo ouvido humano.
O software suporta uma variedade de testes de qualidade sonora, incluindo:
Cálculo de loudness de acordo com ISO 532-1 e ISO 532-2, métodos Zwicker e Moore-Glasberg
Cálculo de curvas de igual sonoridade normal de acordo com a norma ISO 226
Sharpness calculado a partir do loudness específico, determinado segundo ISO 532-1 e ISO 532-2
Medições de inteligibilidade da fala e articulação estendida da perceção na presença de outros sons
Testes de Noise Criterion, EUA, e Noise Rating, UE
Cálculo da relação de proeminência conforme ISO 7779, medição de ruído aéreo emitido por equipamentos de tecnologia da informação e telecomunicações
E mais
Mas talvez o mais importante seja que, ao contrário de um medidor dedicado de qualidade sonora, os sistemas Dewesoft podem medir qualquer coisa. Não estão limitados apenas à medição de som. Isso significa que pode realizar medições de qualidade sonora e medir outros parâmetros ao mesmo tempo, permitindo comparar o funcionamento da máquina com a qualidade sonora resultante.
Saiba mais:
Intensidade sonora
O complemento de intensidade sonora do DewesoftX está em conformidade com o cálculo de potência sonora baseado em intensidade sonora, método de pontos discretos ISO 9614-1 e método de varrimento ISO 9614-2. É uma solução completa de medição, permitindo a localização precisa de fontes de ruído ou o cálculo da potência sonora, sem necessidade de ambientes especiais como uma câmara reverberante ou anecoica.
Dependendo da direção de propagação das ondas sonoras, do microfone A para B ou vice-versa, o plugin apresenta valores diferentes, positivos ou negativos, à medida que a fonte de ruído se desloca ao longo do eixo da sonda. Quando a sonda está perpendicular à fonte de ruído, localizada diretamente acima, o controlo visual no software Dewesoft X3 alterna entre valores positivos e negativos. Este processo é realizado para o alinhamento horizontal e vertical do eixo da sonda e do som.
Saiba mais:
Análise por bandas de oitava
O complemento de software de análise por bandas de oitava do DewesoftX é uma ferramenta indispensável para a medição de som. A análise por bandas de oitava fornece uma aproximação próxima de como o ouvido humano responde ao som medido. O analisador de bandas de oitava Dewesoft cumpre todas as especificações IEC e ANSI para filtros de oitava, fornecendo uma análise de oitava verdadeira conforme definida pelas normas IEC 61260. Também disponibiliza análise de oitava sintetizada selecionável para aplicações com um grande número de canais.
Curvas de ponderação de frequência padrão, A, B, C, D e Z, podem ser aplicadas diretamente no domínio da frequência para a análise do som. O DewesoftX permite uma análise de banda muito estreita até 1/24 de oitava.
Na análise por bandas de oitava, a média é frequentemente utilizada para obter resultados mais estáveis. Existem três modos de média disponíveis:
Média linear, cada FFT tem o mesmo peso
Média exponencial, as FFT tornam-se cada vez menos importantes ao longo do tempo
Média com retenção de pico, apenas os valores máximos são armazenados e apresentados
Saiba mais:
Tempo de reverberação RT60
O tempo de reverberação é o tempo necessário para que o nível de pressão sonora diminua 60 dB em relação ao seu nível inicial. As ondas sonoras numa sala refletem-se repetidamente nas superfícies. O som reverberante é o conjunto de todos os sons refletidos num ambiente.
Quando as reflexões se misturam, cria-se um fenómeno conhecido como reverberação. A reverberação diminui quando múltiplas reflexões atingem superfícies absorventes, como cortinas, cadeiras e mesas. A reverberação é um parâmetro chave na avaliação do estado acústico de uma sala.
O complemento de software de tempo de reverberação RT60 do DewesoftX realiza os cálculos necessários de acordo com a norma ISO 354, utilizando o método de resposta integrada. O cálculo do tempo de reverberação gera vários parâmetros e apresenta-os como canais separados, incluindo:
T, tempo de reverberação medido
ETC, curva energia-tempo do som
Dados de tempo por oitava, o tipo de análise pode ser selecionado entre 1/1 ou 1/3 de oitava
Ajuste de linha, curva ajustada na curva energia-tempo
A solução de medição de tempo de reverberação Dewesoft está totalmente em conformidade com as normas ISO relevantes, incluindo ISO 3382 e ISO 354.
Saiba mais:
Certificação de ruído de motor em regime estático
Os testes de ruído de motor em regime estático podem ser realizados utilizando o módulo de correção de microfone no DewesoftX. Ao utilizar este módulo, os níveis de pressão sonora e os dados espectrais são corrigidos quanto à resposta do microfone, resposta do sistema, ângulo de incidência do som, absorção do ar e muitas outras correções, permitindo que o ensaio cumpra as normas que pressupõem a aplicação destas correções.
Normalmente, os testes de ruído de motor em regime estático seguem uma lista de etapas de medição como indicado abaixo:
Antes das medições
Resposta em frequência do sistema antes
Calibração de sensibilidade antes
Configuração da resposta do microfone
Configuração da dependência ambiental
Configuração das distâncias dos microfones, incidência do som e outras correções personalizadas
Medição do ruído do motor
Medição de ruído de fundo antes
Medição de ruído do DUT
Medição de ruído de fundo depois
Após as medições
Calibração de sensibilidade depois
Resposta em frequência do sistema depois
Com o procedimento acima, o ruído de motor em regime estático pode ser medido e determinado com todas as correções relacionadas consideradas, sendo também possível compará-lo com as medições originais do microfone sem correções.
O manual da aplicação de correção de microfone no DewesoftX pode ser encontrado aqui: manual do software de correção de microfone.
Fabricantes de microfones
Existem muitos mais fabricantes de microfones além dos apresentados abaixo. Esta lista foca-se nos que se especializam em microfones utilizados para aplicações de medição de som, em vez de aplicações musicais ou de sonorização.
Outras ferramentas úteis
Medidores de nível sonoro
Os medidores de nível sonoro são dispositivos portáteis utilizados para realizar medições de nível sonoro em laboratório, no chão de fábrica ou no campo. Existem vários tamanhos e formatos disponíveis de diferentes fabricantes, e são oferecidos em configurações Classe 1 e Classe 2, sendo a Classe 1 mais precisa. Alguns ensaios padronizados exigem especificamente um medidor de nível sonoro Classe 1, por exemplo.
Dosímetros de nível de ruído
Um medidor de ruído ou dosímetro de nível de ruído é semelhante a um medidor de nível sonoro, exceto que normalmente é mais pequeno e destinado a medir a exposição pessoal ao ruído. São menos capazes do que os medidores de nível sonoro, mas a sua aplicação é diferente. Os dosímetros são frequentemente discretos e até usados no corpo. O nível de ruído é medido ao longo de todo o dia de trabalho, registando toda a exposição.
Termos e acrónimos comuns
| Termo | Definição |
|---|---|
| CTN | Ruído térmico do cartucho |
| dB | Decibéis, uma unidade de pressão sonora expressa numa escala logarítmica |
| FFT | Transformada Rápida de Fourier |
| Mic | Uma abreviação comum da palavra “microfone” |
| NVH | Ruído, Vibração e Aspereza |
| Pa | Pascais, uma unidade de pressão sonora, também por vezes abreviada como P |
| SNR | Relação sinal-ruído |
| SPL | Nível de pressão sonora |
| THD | Distorção harmónica total |
| v | Velocidade de partícula |
| W | Watts, unidade de potência sonora |