1、HY114 系 列 数 字 式 声 级 计使 用 说 明 书HY3.754.015.SY衡阳衡仪电气有限公司 电声仪器厂厂址：湖南省衡阳市黄白路 128 号 邮码：421007 电话：(0734)8450846 传真：8484029I目 次1 主要用途及适用范围 12 主要规格及技术参数 13 主要结构和工作原理 53.1 工作原理 53.2 结构原理及简图 64 使用和操作 74.1 各控制元件的作用 74.2 电源 94.3 校准 94.4 测量 104.4.1 一般测量 104.4.2 测量最大声级 104.4.3 几点说明 114.5 与计算机的连接 114.5.1 接线方法 114.
2、5.2 通讯协议 114.5.3 PC 用数据采集程序 135 产品的成套性 135.1 主要附件及其应用 135.2 需另订货的配套件及其用途 145.3 产品成套一览表 146 仪器的维护 146.1 一般注意事项 146.2 售后服务 156.3 周期检定 15- 1 -HY114 系 列 数 字 式 声 级 计使 用 说 明 书HY0.754.015SY1 主要用途及适用范围HY114 系列数字式声级计是设计用于测量噪声的频率计权声压级的仪器，它可在仪器的显示器上显示被测噪声的 A 频率计权声压级和 C 频率计权声压级，并具有数字输出接口。HY114 系列数字式声级计符合国家标准 GB
3、/T 37851983声级计的电、声性能及测试方法对 2 型声级计的要求，同时也满足国际标准 IEC 61672-1:2002声级计 第 1 部分：规范对 2 级声级计的要求，适用于机电产品噪声、环境噪声、交通噪声、作业场所噪声以及汽车噪声的在线检测和噪声数据的采集。HY114 系列主要是应车辆安全检测线上实现计算机检测的要求而在 HY104A 和 HY104C 型数字式声级计的基础上改制而成，通过内部的计算机最小系统和 RS232 串行接口可将声级数据送至计算机，因此它也可用作噪声数据采集器。HY114 系列有 HY114 和 HY114A 两种型号的声级计，其主要的不同之处在于 HY114
4、A 可在传声器与声级计本体之间加接长达数十米的延伸电缆，这为远距离测量提供了条件。HY114 系列声级计采用背极驻极体电容传声器、高性能运算放大器及大规模数字集成电路等先进元器件，具有动态范围宽、性能稳定、操作简便等优点。它采用了数字式读出器，在全量程范围内均具有0.1 dB 的分辨力，并可完全消除读数误差。仪器结构设计小巧坚固，特别适用于现场使用和随身携带。HY114 系列声级计的线性范围为 60 dB，具有 F（快）时间计权特性及最大值保持功能。2 主要规格及技术参数根据 GB/T 3785 和 IEC 61672.1 的要求，HY114 系列声级计的技术指标如下：a) 性能等级GB/T
5、3785 规定的 2 型和 IEC 61672.1 规定的 2 级。b) 电磁场辐射及抗扰度IEC 61672.1 规定的 X 组。c) 频率计权A 计权、C 计权。d) 时间计权F 时间计权（“快”响应） 。e) 标称工作模式标称工作模式为不带防风罩及防尘罩；对 HY114 型声级计，传声器直接安装于声级计上；对HY114A 型声级计，传声器可直接安装于声级计上，也可通过延伸电缆连接到声级计上。电缆的最大长度可达 50 m。f) 正常工作条件声级计在以下环境条件可正常工作：空气温度：040；相对湿度：25 %90 %；气压：65 kPa108 kPa。- 2 -g) 参考环境条件规定声级计性
6、能的参考环境条件为：空气温度：23 ；相对湿度：50 %；气压：101.325 kPa。h) 传声器类型及达到声级计允差的传声器安装方法HY205 型预极化（背极驻极体）电容式测量传声器，自由场型频率响应，标称直径 12.7 mm，标称声压灵敏度为 50 mV/Pa（标称声压灵敏度级为-26 dB，基准为 1 V） ，传声器极头电容量约15 pF。传声器的参考点为其振膜的几何中心。HY205 型测量传声器的典型的频率响应见图 1。-4-20+2+4dB10 16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 16k Hz-6-8-10-12上 限 值下 限 值典 型 响 应图
7、 1 传声器的频率响应特性i) 检波指示器准有效值检波器，动态范围 60 dB。三位半液晶显示器，分辨力为 0.1 dB，数据更新时间 1 s。具有过载和电压低落标志。“最大值保持”衰减速率：不大于 0.1 dB/s。j) 1 kHz 频率上的测量范围A 计权声压级为 35 dB130 dB，分为三个级量程：低：35 dB90 dB；中：50 dB110 dB；高：70 dB130 dB。C 计权声压级为 45 dB130 dB，分为三个级量程：低：45 dB90 dB；中：50 dB110 dB；高：70 dB130 dB。k) 指向性HY114 型声级计在 1 kHz、2 kHz、4 kH
8、z 和 8 kHz 的指向性见图 2。l) 电源由额定值为 5 V 的 HY9214 型直流稳压电源供电，外部电源通过电源插口接入，电源电压在 4.5 V 至 5.5 V 范围内变动时，声级计可正常工作。电源的输出电流不小于 100 mA。纹波系数不大于 5。- 3 -当电源电压低于规定值时，显示器上出现电压低落标志。图 2 声级计在不同频率下的指向特性m) 校准检查频率1 kHz。n) 用于检查和校准声级计的声校准器型号HY603 型或其它适用于 12.7 mm 传声器的声校准器。o) 使用防风罩的影响在重要的频率范围内不大于 0.5 dB。p) 参考方向沿传声器主轴方向入射（0入射） 。q
9、) 参考级量程：M 档（50 dB 110 dB） 。r) 参考声压级94 dB。s) 预热时间2 min。t) 自生噪声级在参考环境条件下的自生噪声级不大于 30 dBA 和 40 dBC；当声级计的电输入端通过 15 pF 的电容短路时，其自生噪声级的期望值不大于以上值。u) 数字输出RS232 串行通讯口，输出 ASC码，波特率为 300 baud，输出插孔为 3.5mm 双声道耳机插孔。v) 温度的影响在 040的工作温度范围内的任何温度上的指示声级与参考温度上的指示声级的差值不超过1.0 dB。w) 湿度的影响当相对湿度从 25变化到 90时，指示声级与参考相对湿度时的指示声级的差值
10、不超过1.0 - 4 -dB。x) 可能引起声级计永久性损坏的温度、湿度极限值70，100RH。y) 声压响应与自由场响应的调整数据通过声校准器产生的声压响应或用静电激励器产生的模拟声压响应，可通过表 1 的调整数据得到等效的自由场响应。表 1 自由场调整数据频率（kHz） 1 1.25 1.6 2 2.5 3.15 4 5自由场增量（dB） 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.3 1.8频率（kHz） 6.3 8 10 12.5 16 18 20自由场增量（dB） 2.2 3.4 5.0 6.2 7.6 8.4 9.0z) 供试验用以取代传声器的电阻抗15 pF 串联 10
11、。aa) 可施加于传声器上的最高声压级146 dB。bb) 可施加于电输入端的最大峰峰值电压15 V。cc) 外形尺寸（长宽厚） HY114 ：394 mm78 mm25 mmHY114A ：416 mm78 mm25 mm具体尺寸详见图 3。dd) 重量HY114 ：约 480 gHY114A ：约 500 g（不包括延伸电缆） 。 13.20.03574 2max 24 2.5max 74275.72max 24 2.5max图 1a) 图 1b)227 255.7227 13.20.035图 1a) HY114 型声级计的外形尺寸 图 1b) HY114A 型声级计的外形尺寸- 5 -图
12、 3 HY114 的外形尺寸3 主要结构和工作原理3.1 工作原理HY114 系列声级计主要由传声器、频率计权放大器、有效值检波器、对数放大器、模拟数字转换器和显示器等部分组成常规的数字式声级计。同时设计有电源变换、电源状态监测电路和过载监测电路等辅助电路。以 80C31 单片机为中心构成的最小计算机系统，用于与 PC 机的通讯。原理性方框图如图 4 所示。前 置 放 大 器传 声 器 量 程 控 制 器A频 率 计 权C频 率 计 权有 效 值检 波 器 对 数 放 大 器数 字 输 出RS232接 口A/D转 换 器 LCD量 程 加 法 器保 持 -输 出 电 路A/D转 换 器 CPU
13、EPROM过 载 检测 电 路直 流 5V 电 压 监测 电 路DC-DC电 路图 4 HY114 的原理性方框图HY114 系列采用背极驻极体电容式传声器，即预极化电容传声器，它不需要外加极化电压。传声器是一种声电换能元件，它将被测噪声信号转换为相应的电气输出，经前置放大器（场效应管源极输出器，其输入阻抗非常高）将传声器的高阻输出转换成为后续电路能够接受的低阻信号，再送至频率计权电路作模拟人耳频率响应特性的频率计权（A 计权或 C 计权）处理。在频率计权放大器中有一级量程控制器，可根据被测量的大小，选取最佳的测量档位。有效值检波电路将经频率计权处理后的交流信号转换为比例于噪声声压的直流信号，
14、并进行 F 时间计权处理。对数转换器的输出信号是与被测信号对数相关的，这样便使仪器的响应与人耳对声音的响应特性相吻合。在输出电路中，设置有保持电路，通过开关可使仪器处于最大值保持状态，这样便可测量一段时间内的最大声级。来自输出电路的信号同时送至量程加法器，加法器根据级量程控制器的档位，自动地加上量程底数，使显示器直接显示最后的测量结果，而无需对读数进行人工修正。从级量程加法器输出的模拟信号送至模拟数字转换器转换为能直接驱动液晶显示器的数字量。模拟转换电路主要由 DG 7126 型 3 A/D 转换器组成，DG7126 为三相双积分式 A/D 转换器，测量频率为每秒一次。所以测量值为一秒钟内某四
15、分之一秒的平均值。从级量程加法器输出的模拟信号同时送至另一个模拟数字转换器，在 CPU 的控制下，通过 RS232接口将数据传送到外部计算机。测量结果直接显示在液晶显示器上，显示器同时还可显示电池电压低落和过载标志。液晶显示器具有显示区域大、对比度高、不怕强光冲刷以及不易造成视觉疲劳等优点。由于数显仪表在信号超过量限时不如指针式仪表那么一目了然，而且声级计的量程分档不是采用十进位的，所以也不能根据显示器的溢出来判别。所以 HY114 系列中设置有过载监测电路，当被测信号超过各档的测量上限时，该电路输出一个信号，从而在液晶显示器上的右上角显示出过载标志“” 。HY114 系列采用5V 的外接直流
16、电源供电，为了提供内部电路所需的基准电压，经 DCDC 变换- 6 -后得到8V 稳压电源和 2.5V 基准电源。为了监视电压状态，仪器设有电压状态监测电路，当电压低于规定值时，便在显示器的左下方显示出电压低落标志“” 。3.2 结构原理及简图图 5 所示为 HY114 的结构简图，它主要由传声器、输入级、模拟电路板、模数转换及显示电路板、单片机电路板及外壳等部件所组成。电路板采用双面印制电路板，元件密集排列，以减少仪器的体积。所有的开关、接口都安装在电路板上。输入级和其它两块电路板经电气和机械连接为一整体机芯，在生产和修理时只要对机芯部分进行调试检查，然后装入外壳即可，仪器结构相当简单，而对
17、装配、调试、修理都非常简便。机芯与外壳的装配采用嵌套式，装卸简便。图 5 HY114 的结构简图仪器外形为扁平形，由铝合金精密压铸而成，强度高，便于携带。仪器前端设计为圆锥形，从而使仪器本体对声场的影响减至最小限度。仪器下部设置有一个 1/4 英寸的连接螺孔，用于将声级计支撑于三角架上，这样可使测量者远离测量点，以小操作者身体对声波的反射。- 7 -HY114A 的不同之处在于前置放大器（阻抗变换器）是可拔插的，因此它可连接延伸电缆，使传声器单元远离声级计本体。4 使用和操作4.1 各控制元件的作用HY114 系列声级计上开关等控制器件的位置见图 6 和图 7，各控制器件的作用如下：防尘罩 ：
18、用于防护传声器不受尘埃的侵害，并有一定的机械防护能力。传声器 ：HY205 型 12.7mm 预极化电容传声器。注意：传声器上的保护罩不能随意拧下！电 源 /频 率 计 权 ：拔动开关，此开关亦为频率计权选择开关。拔向左边（ “关” ）时切断电源，拔至“dBA”或“dBC”时均接通电源。级量程控制器：三位拔动开关，用于选择测量范围，共有三档：“低”档（30 dB90 dB） 、 “中”档（50 dB115 dB）和“高”档（70 dB130 dB） 。保持开关 ：拔动开关，用于选择“普通” （不保持最大值）或“保持”模式。当置于“保持”时，仪器可测量一段时间内的最大声级值。复位按钮 ：作用 1
19、：与保持开关配用，当读数时标开关置于“保持”时，按一下复位按键，则使最大值释放，同时开始新的保持周期。作用 2：使单片机系统复位。校准电位器 ：可调电位器，用于调节声级计的灵敏度以适应不同的传声器。- 8 -复 位 按 钮前 置 放 大 器传 声 器防 尘 罩保 持普 通量 程中功 能电 源 /计 权A声 级 计HY114型复 位校 准 COFF低 高dB外 接 电 源 插 孔（ 侧 面 ）保 持 开 关电 池 盖 板数 据 输 出 插 孔（ 侧 面 ）级 量 程 控 制 器显 示 器校 准 电 位 器中 国 衡 仪电 源 /频 率 计 权 开 关图 6 HY114 型声级计的外形图数据输出插孔：3.5mm 双声道耳机插孔，RS232 串行通讯口，提供数字输出信号。外接电源插孔：用于连接外部电源，电源电压为直流 5V。三角架安装孔：1/4 英寸螺孔（在仪器的背面） ，用于将声级计安装于三角架上。前置放大器 ：用于实现阻抗匹配，它应紧接在传声器之后，对 HY114，它是不可拆卸的。延伸电缆 ：使声级计远离声级计本体，最长可达 50m，仅 HY114A 型可用。显示器 ：3 位液晶显示器，分辨力为 0.1dB，显示的计权声压级的有效值为四分之一秒内的平均值。同时显示电压低落标志和过载标志，见图 6。 过 载 指 示电 压 低 落 指 示图 8 显示器的字符
