O desempenho eletroacústico dos sonômetros

A NBR IEC 61672-1 de 10/2021 – Eletroacústica — Sonômetros – Parte 1: Especificações fornece especificações para desempenho eletroacústico de três tipos de instrumentos de medição sonora: um sonômetro convencional que mede níveis sonoros com ponderação exponencial no tempo e ponderação em frequência; um sonômetro de nível equivalente que integra e obtém a média temporal do nível sonoro ponderado em frequência; e um sonômetro integrador que mede níveis de exposição sonora ponderados em frequência. Os sonômetros em conformidade com os requisitos desta norma têm uma resposta em frequência específica para o som incidente no microfone, a partir de uma direção principal em campo livre ou em um campo de incidência aleatória.

Os sonômetros especificados nesta norma são geralmente destinados a medir sons na faixa da audição humana. A ponderação em frequência AU, especificada na IEC 61012, pode ser aplicada para a medição de níveis sonoros audíveis ponderados em A, na presença de uma fonte que contenha componentes espectrais em frequências maiores que 20 kHz 1.

Duas categorias de desempenho, Classes 1 e 2, são especificadas nesta norma. Geralmente, as especificações para Classes 1 e 2 de sonômetros têm a mesma meta de projeto e diferem principalmente nos limites de aceitação e nas faixas operacionais de temperatura. Os limites de aceitação para especificações de Classe 2 são maiores ou iguais àqueles especificados para a Classe 1.

Esta norma é aplicável a uma variedade de projetos de sonômetros. Um sonômetro pode ser um instrumento portátil com um microfone acoplado e um indicador embutido. Um sonômetro pode ser constituído por um ou mais componentes separados em uma ou mais carcaças e pode ser capaz de mostrar uma variedade de níveis de sinais acústicos.

Os sonômetros podem incluir um processador de sinais digital ou analógico, combinados ou em separado, com múltiplos sinais de saída, analógicos e digitais. Os sonômetros podem incluir computadores, gravadores, impressoras e outros dispositivos que formam uma parte necessária do instrumento completo.

Eles podem ser projetados para uso com um operador presente ou para medição automática e contínua do nível sonoro sem a presença do operador. As especificações nesta norma para resposta às ondas sonoras se aplicam sem a presença do operador no campo sonoro.

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Quais devem ser as correções para uso durante os testes periódicos?

Quais são os limites de aceitação para desvio de resposta direcional a partir da meta de projeto?

Quais são as ponderações em frequência e limites de aceitação?

O que se deve fazer em relação ao ruído autogerado?

As condições ambientais de referência para especificação do desempenho eletroacústico de um sonômetro são: temperatura do ar 23 °C; pressão estática 101,325 kPa; umidade relativa 50%. Geralmente, um sonômetro é uma combinação de um microfone, um pré-amplificador, um processador de sinais e um dispositivo mostrador. As especificações de desempenho desta norma se aplicam a qualquer projeto de microfone e pré-amplificador que seja apropriado para um sonômetro.

O processador de sinais inclui as funções combinadas de um amplificador com uma resposta em frequência especificada e controlada, um dispositivo para obter o quadrado do sinal da pressão sonora variante no tempo e ponderada em frequência, e capaz de integrar ou obter a média no tempo. O processamento de sinais que é necessário para a conformidade com as especificações desta norma é uma parte integrante de um sonômetro.

Nesta norma, um dispositivo mostrador fornece uma leitura física e visível, ou armazenamento, de resultados de medição. Qualquer resultado de medição armazenado deve estar disponível para exibição por meio de um dispositivo especificado pelo fabricante, por exemplo, um computador com um programa associado.

Para especificar a emissão máxima permitida de, e imunidade aos efeitos de exposição a, campos de radiofrequência, os sonômetros são classificados em três grupos, como a seguir: sonômetros do Grupo X: instrumentos independentes que incluem aparatos para a medição do nível sonoro de acordo com esta norma e para os quais é especificada a energização interna por bateria para o modo de operação normal, não requerendo conexões externas a outros aparatos para medição do nível sonoro; sonômetros do Grupo Y: instrumentos independentes que incluem aparatos para a medição do nível sonoro de acordo com esta norma e para os quais é especificada a conexão a uma fonte pública de energia elétrica para o modo de operação normal, não requerendo conexões externas a outros aparatos para medir níveis sonoros; e os sonômetros do Grupo Z: instrumentos que incluem aparatos para a medição do nível sonoro de acordo com esta norma e que requerem dois ou mais itens de equipamento, que são partes constituintes essenciais do sonômetro, para serem conectados juntos por algum meio para modo de operação normal.

Os itens separados podem ser operados a partir de baterias internas ou a partir de um fornecedor público de energia elétrica. A configuração do sonômetro independente e o seu modo de operação normal devem ser declarados no Manual de Instruções. Se apropriado, a configuração completa do sonômetro inclui um protetor de vento e outros dispositivos que são instalados próximo ao microfone, como componentes integrantes para o modo de operação normal. A diferença entre a correção de um protetor de vento medida de acordo com a IEC 61672-2 e a correção do protetor de vento correspondente fornecida no Manual de Instruções não pode exceder os limites de aceitação aplicáveis dados na tabela abaixo.

Um sonômetro que é declarado no Manual de Instruções como sonômetro Classe 1 ou Classe 2 deve estar em conformidade com todas as especificações aplicáveis para Classe 1 ou Classe 2, respectivamente, que são fornecidas nesta norma. Um sonômetro Classe 2 pode prover algumas funções de Classe 1, mas, se qualquer função estiver em conformidade apenas com as especificações para Classe 2, o instrumento é um sonômetro Classe 2.

Um sonômetro pode ser especificado como um instrumento Classe 1 para uma configuração e como um instrumento Classe 2 para outra configuração (por exemplo, com um microfone ou um pré-amplificador diferente). O Manual de Instruções deve declarar os modelos de microfones com os quais o sonômetro completo está em conformidade com as especificações de desempenho para Classe 1 ou Classe 2, para ondas sonoras incidentes no microfone na direção de referência em campo livre, ou com incidência aleatória, como apropriado.

O Manual de Instruções deve descrever procedimentos apropriados para uso do sonômetro. Ele deve declarar como o microfone e o pré-amplificador devem ser montados, se aplicável, para que estejam em conformidade com as especificações para resposta direcional e ponderações em frequência. Pode ser requerido que um dispositivo extensor ou cabo esteja em conformidade com as especificações.

Neste caso, o sonômetro deve ser declarado no Manual de Instruções em conformidade com as especificações aplicáveis para resposta direcional e ponderação em frequência, somente quando os dispositivos especificados forem instalados. Um programa de computador pode ser uma parte integrante de um sonômetro. O Manual de Instruções deve descrever os meios pelos quais um usuário pode identificar a versão do programa que está instalado para operar as funções do sonômetro.

Um sonômetro deve ter a ponderação A em frequência. No mínimo, um sonômetro convencional deve prover um meio para indicar o nível sonoro ponderado em frequência pela curva A e ponderado no tempo em F. No mínimo, um sonômetro de nível equivalente deve prover um meio para indicar o nível sonoro médio no tempo ponderado em A. No mínimo um sonômetro integrador deve prover um ou todas as características de projeto para as quais as especificações de desempenho são dadas nesta norma.

Um sonômetro deve estar em conformidade com as especificações de desempenho aplicáveis para aquelas características de projeto que são fornecidas. Se o sonômetro apenas indicar o nível de exposição sonora, o nível sonoro médio no tempo deve ser determinado aplicando-se a Equação (6) para o tempo de obtenção da média. Os sonômetros em conformidade com os limites de aceitação da Classe 1 também devem possuir a ponderação C em frequência.

Os sonômetros que medem nível sonoro de pico ponderado em C também devem ser capazes de medir níveis sonoros médios no tempo ponderados em C. A ponderação em frequência Z é opcional. O Manual de Instruções deve descrever todas as ponderações em frequência que são fornecidas. Um sonômetro pode ter mais que um dispositivo mostrador. Uma conexão de saída analógica ou digital, por si só, não é um dispositivo mostrador.

Um sonômetro pode ter mais de uma faixa de nível com um controle apropriado de faixa de nível. O Manual de Instruções deve identificar a (s) faixa (s) de nível pelos limites inferior e superior do nível sonoro ponderado em A nominal em 1 kHz e fornecer instruções para a operação do controle de faixa de nível. O Manual de Instruções também deve fornecer as recomendações para selecionar a faixa de nível ideal para exibir os resultados de uma medição de nível sonoro ou nível de exposição sonora.

O nível de pressão sonora de referência, a faixa de nível de referência e a orientação de referência devem ser declarados no Manual de Instruções. Convém que o nível de pressão sonora de referência seja preferencialmente de 94 dB. O Manual de Instruções deve declarar a direção de referência para cada modelo de microfone que se deseja usar com o sonômetro. A posição do ponto de referência do microfone também deve ser declarada.

Um nível de pressão sonora de 94 dB corresponde aproximadamente ao nível de pressão sonora médio quadrático (no tempo) de 1 Pa2 ou a uma pressão sonora raiz média quadrática de 1 Pa. Uma função de retenção deve ser fornecida, para medições de nível sonoro máximo ponderado no tempo e nível sonoro de pico, se o sonômetro for capaz de medir estas grandezas. O Manual de Instruções deve descrever a operação do dispositivo de retenção e os meios para remover a indicação que estiver retida.

Os sinais elétricos são utilizados para avaliar a conformidade a várias especificações desta norma. Os sinais elétricos são equivalentes aos sinais de saída do microfone. Como apropriado para cada modelo de microfone especificado, a meta de projeto e os limites de aceitação aplicáveis devem ser declarados no Manual de Instruções tanto para as características elétricas do dispositivo quanto para os meios utilizados para inserir sinais na entrada elétrica do pré-amplificador.

As características elétricas incluem os componentes resistivos e reativos da impedância elétrica na saída do dispositivo. A meta de projeto para a impedância deve ser especificada para a frequência de 1 kHz. O microfone deve ser removível para permitir a inserção de sinais elétricos de testes na entrada do pré-amplificador.

O Manual de Instruções deve declarar o mais alto nível de pressão sonora no microfone e a maior tensão pico a pico que pode ser aplicada na entrada elétrica do pré-amplificador sem causar danos ao sonômetro. As especificações de desempenho desta norma se aplicam, como apropriado, a qualquer ponderação no tempo ou em frequência operados em paralelo e para cada canal independente de um sonômetro multicanal.

Um sonômetro multicanal pode ter duas ou mais entradas para microfone. O Manual de Instruções deve descrever as características e a operação de cada canal independente. As especificações para a resposta eletroacústica de um sonômetro se aplicam após um intervalo de tempo inicial, quando o equipamento for ligado.

O intervalo de tempo inicial, declarado no Manual de Instruções, não pode exceder 2 min. Deve ser permitido que o sonômetro atinja o equilíbrio com as condições ambientais predominantes antes que seja ligado o fornecimento de energia. Nas subseções subsequentes, os limites de aceitação são fornecidos para valores permitidos dos desvios medidos a partir das metas de projeto.

O Anexo A descreve a relação entre o intervalo de tolerância, o intervalo de aceitação correspondente e a incerteza de medição máxima permitida. A conformidade com uma especificação de desempenho é demonstrada quando os seguintes critérios forem satisfeitos: desvios medidos a partir das metas de projeto não excederem os limites de aceitação aplicáveis e a incerteza de medição correspondente não exceder a incerteza de medição máxima permitida correspondente fornecida no Anexo B para uma probabilidade de abrangência de 95%.

O Anexo C fornece exemplos de avaliação da conformidade com as especificações desta norma. Pelo menos um modelo de calibrador de nível sonoro deve ser declarado no Manual de Instruções para verificar ou ajustar a sensibilidade global do sonômetro, de modo a otimizar o desempenho eletroacústico sobre a faixa de frequência completa.

Para os sonômetros de Classe 1, o calibrador de nível sonoro deve estar conforme as especificações de Classe 1 da NBR IEC 60942. Para os sonômetros de Classe 2, o calibrador de nível sonoro deve estar conforme as especificações para Classe 1 ou 2 da NBR IEC 60942. Os calibradores de nível sonoro padrão laboratorial não são apropriados para aplicações de campo gerais com um sonômetro, pois as suas características de desempenho são especificadas na NBR IEC 60942 apenas para uma faixa limitada de condições ambientais.

Para o nível de pressão sonora de referência na faixa de nível de referência e para a frequência de verificação da calibração na faixa de 160 Hz a 1 250 Hz, um procedimento e dados devem ser fornecidos no Manual de Instruções, para que um ajuste aplicado ao nível sonoro indicado em resposta à utilização do calibrador de nível sonoro resulte na indicação requerida na frequência de verificação da calibração. Os dados de ajuste devem ser determinados de acordo com a IEC 62585 e devem ser aplicados para condições ambientais ao menos dentro das faixas de 80 kPa a 105 kPa para pressão estática, 20 °C a 26 °C para temperatura do ar e 25 % a 70 % para umidade relativa.

Os dados de ajuste devem ser aplicados aos microfones de todos os modelos declarados no Manual de Instruções para uso com o sonômetro e a qualquer dispositivo associado fornecido pelo fabricante do sonômetro para montar o microfone com o instrumento. As variações nos valores dos dados de ajuste dentro destas faixas de condições ambientais devem ser incluídas na incerteza associada para os dados de ajuste. A diferença entre os dados de ajuste medidos de acordo com a IEC 61672-2 e os dados de ajuste do Manual de Instruções não pode exceder ± 0,3 dB.

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