Информационно-измерительная техника в медицине
Определение характеристик слухового ощущения и звуковые измерения
жүктеу/скачать 0,92 Mb.
|
| 2 Определение характеристик слухового ощущения и звуковые измерения.
2.1 Необходимые теоретические сведения Характеристики звука могут быть оценены соответствующими приборами. Физические характеристики Принято различать следующие звуки: тоны или музыкальные звуки; шумы звуковые удары. Тоном называют звук, являющийся периодическим процессом. Если этот процесс чисто гармонический, то он называется простым или чистым. Основной характеристикой простого тона является частота. Негармоническое (ангармоническое) колебание является сложным тоном. Сложный тон может быть разложен на простые, т.е. гармоники. Первая гармоника соответствует основному тону, а остальные обертоны. Шумом называют, отличающийся сложной неповторяющейся временной зависимостью. Звуковой удар-это кратковременные звуковые воздействия (не следует путать с ударной волной). Нормальное человеческое ухо воспринимает довольно широкий диапазон интенсивностей звука {I [Вт/м2]}, так, например, на частоте 1 кГц от I0=10-12Вт/м2 (или Р0=2*10-3 Па- порог слышимости) до Imax=10 Вт/м2 (или Рmax=69 Па-порог болевого ощущения). Отношение этих интенсивностей равен 1013, поэтому удобнее пользоваться логарифмической шкалой. Шкала уровней интенсивностей (Е) создается как десятичный логарифм от отношения заданной интенсивности (I) к начальной (I0). E= lg.(I/I0), а для звукового давления E=2lg.(P/P0) При использовании шкалы, выраженной в децибелах - соответственно Е=10lg.(I/I0) и Е=20lg.(P/P0). Измерительная схема приведена на рисунке 2.1. Рисунок 2.1 - Структурная схема измерения уровня шума Характеристики слухового ощущения. Воспринимаемые тоны человек различает по их: высоте, тембру, громкости. Высота - субъективная характеристика, обусловленная частотой тона. Высота звука зависит от его сложности и интенсивности. Звук большей интенсивности воспринимается, как звук более низкого тона. Тембр звука определяется исключительно спектральным составом. Громкость, так же как и высота, субъективная характеристика, которая определяет уровень слухового ощущения. Громкость может быть оценена количественно путем сравнения слухового ощущения от двух источников. В основе создания шкалы уровней громкости лежит важный психофизический закон Вебера - Фехнера: если увеличивать раздражение (I0) в геометрической прогрессии (т.е. в одинаковое число аI0, а2I0, I0и т.д.), то ощущение этого раздражения (Е0) возрастает в арифметической прогрессии (т.е. на одинаковую величину Е0,2Е0,3Е0 и т.д.) Математически это означает, что громкость звука пропорциональна логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуковых раздражения I и I0,причем I0 –порог слышимости, то на основании закона Вебера-Фехнера громкость относительно него связана с интенсивностью следующим образом: Е=Кlg.(I/I0), где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от частоты и интенсивности. Если бы K был равен единице, то логарифмическая шкала интенсивностей звука соответствовала бы шкале громкостей. В этом случае громкость звука, также и интенсивность, выражались бы в белах или децибелах), о совпадение считается только на частоте 1кГц). Для отличия от шкалы интенсивности звука в шкале громкости децибелы называют фонами. Громкость на частотах можно измерить, сравнивая исследуемый звук с частотой 1 кГц. Задача Определить уровень интенсивности звука относительно порога слышимости 10-12 Вт/м2 в дБ (или уровень громкости звука для частоты 1 кГц, фон). Данные интенсивности и звукового давления в паскалях (Па) приведены в таблице 2.1 Таблица 2.1 – Интенсивность и звуковое давление
жүктеу/скачать 0,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|