Sistema Metroacústica PXI com padrões
Brüel & Kjær
Cotação
Brüel & Kjær
O Sistema PXI de calibração utiliza como padrão de geração/medição dos sinais normalizados equipamentos fornecidos pela empresa National Instruments, tais como um chassi PXI com computador embarcado PXI e uma placa PXI 4461. Além destes equipamentos o Sistema Metroacústica PXI utiliza equipamentos padrão e acessórios fornecidos pela empresa Brüel & Kjaer, que é uma empresa internacionalmente conhecida pela qualidade e confiabilidade dos equipamentos que fornece.
A seguir são apresentados os equipamentos e acessórios
Brüel & Kjær para os seguintes sistemas de calibração:
Cotação
Brüel & Kjær
Medidores de Nível Sonoro
Antigos (IEC 60651)
Dosímetros de Ruído
ANSI S1.25
Medidores de Exposição
Sonora (IEC 61252)
Nos testes elétricos realizados de acordo com a norma IEC 60651 (medidores de nível sonoros), ANSI S1.25 (dosímetros de ruído) e IEC 61252 (medidores de exposição sonora) é necessário substituir o microfone do equipamento que será calibrado por um adaptador capacitivo que tenha capacitância da mesma ordem de grandeza da capacitância do seu respectivo microfone. Sendo assim é necessário que o laboratório possua alguns adaptadores com diferentes capacitâncias, já que equipamentos de diversos fabricantes e modelos utilizam vários microfones com capacitâncias diferentes. A seguir são apresentados os adaptadores capacitivos fornecidos pela Brüel & Kjær.
Um cabo com terminções BNC-microdot (modelo AO 0531) é necessário para fazer a conexão entre o conector BNC da placa PXI 4461 e o conector microdot do adaptador capacitivo WA-0302.
O calibrador sonoro B&K 4231 é necessário para que se faça o ajuste acústico do medidor de nível sonoro com o seu microfone no início da calibração. Após este ajuste o microfone é retirado do medidor de nível sonoro e então é conectado a ele o adaptador capacitivo para que os sinais elétricos sejam inseridos no equipamento que será calibrado.
B&K AO 0531
Medidores de Nível Sonoro Novos (IEC 61672-3)
Nos testes elétricos realizados de acordo com as duas edições da norma IEC 61672-3 (medidores de nível sonoros) é necessário substituir o microfone do equipamento que será calibrado por um adaptador capacitivo que tenha capacitância da mesma ordem de grandeza da capacitância do seu respectivo microfone. Sendo assim é necessário que o laboratório possua alguns adaptadores com diferentes capacitâncias, já que os medidores de nível sonoro de diversos fabricantes e modelos utilizam diferentes microfones com capacitâncias diversar. A seguir são apresentados os adaptadores capacitivos fornecidos pela Brüel & Kjær.
Um cabo com terminções BNC-microdot (modelo AO 0531) é necessário para fazer a conexão entre o conector BNC da placa PXI 4461 e o conector microdot do adaptador capacitivo WA-0302.
O calibrador sonoro B&K 4231 é necessário para que se faça o ajuste acústico do medidor de nível sonoro com o seu microfone no início da calibração. Após este ajuste o microfone é retirado do medidor de nível sonoro e então é conectado a ele o adaptador capacitivo para que os sinais elétricos sejam inseridos no equipamento que será calibrado.
B&K AO 0531
Para a calibração de acordo com esta norma é necessário realizar testes acústicos além dos testes elétricos.
Os testes acústicos são: ruído acústico auto-gerado e teste acústico de resposta em frequência.
Teste de ruído acústico auto-gerado
No teste de ruído acústico auto-gerado é necessário que o laboratório possua uma pequena câmara acústica com isolamento suficiente para que o ruído de fundo dentro do dispositivo seja preferencialmente menor que 20 dBA. É desejável que o ruído de fundo da câmara de isolamento acústico esteja em torno de 15 dBA. Nesta câmara deve ser inserido o medidor de nível sonoro com seu microfone instalado e então o nível de ruído acústico auto-gerado deve ser medido.
De acordo com a 1ª Edição (2006) da IEC 61672-3, o teste de ruído acústico auto-gerado faz parte da avaliação da conformidade. Para esta edição da norma, o laboratório de testes deve ter seu próprio sistema de medição de ruído acústico auto-gerado. Isto é necessário caso a medição de ruído acústico auto-gerado com o medidor de nível sonoro do cliente resulte em níveis maiores do que o nível estabelecido pelo manual do instrumento para medições de ruído acústico auto-gerado. Neste caso é necessário que o laboratório prove com suas próprias medições que o ruído ambiente não é o causador da medição com níveis mais altos do que o esperado.
De acordo com a 2ª Edição (2013) da IEC 61672-3, o teste de ruído acústico auto-gerado tem caráter apenas informativo e não faz parte da avaliação da conformidade. De acordo com esta edição da norma, o laboratório de testes deve possuir a câmara acústica para a medição de ruído acústico auto-gerado.
Para medição do ruído acústico auto-gerado a Brüel & Kjær fornece o conjunto composto pelo microfone B&K 4955 com seu pré-amplificador. Este conjunto possui nível de ruído auto-gerado de aproximadamente 6,5 dBA. Por ser um conjunto que possui tensão de polarização de 200V é necessário utilizar uma fonte externa para polarização.
Condicionador
Condicionador
Condicionador
Teste acústico de resposta em frequência
Este teste deve ser realizado com o microfone instalado no medidor de nível sonoro. Existe principalmente dois métodos possíveis para o teste: o método do calibrador multifrequência e o método do atuador eletrostático.
O método do calibrador multi-frequência utiliza o calibrador multi-frequência B&K 4226 para a verificação acústica do medidor com seu microfone. A grande vantagem deste método é sua rapidez, porém este método não é normalizado para realizar calibração de microfones, por exemplo. Este método serve também para realizar verificações acústicas em dosímetros e medidores de exposição sonora. Neste método é necessário possuir as correções de campo de pressão para campo livre para o microfone utilizado.
O calibrador acústico multifuncional modelo B&K 4226 permite a calibração simulada de campo livre de microfones, medidores de nível sonoro e outros instrumentos relacionados. O calibrador B&K 4226 gera pressão sonora precisa e estável com uma freqüência variando de 31,5 Hz a 16 kHz em passos de oitava, além de um sinal a 12,5 kHz.
Com este equipamento é possivel realizar uma verificação de configurações de microfone ½ "e ¼" e instrumentos acústicos em conformidade com IEC 60651 e ANSI S 1.4-1983 e também verificação de instrumentos de acordo com as partes da IEC 61672.
O método do atuador eletrostático utiliza os atuadores eletrostáticos de 1’ e ½” polegadas e uma fonte de 800 Vdc. Este método é normalizado pela IEC 61094-6 para calibração de resposta em frequência de microfones de medição e sua grande vantagem é que os atuadores eletrostáticos e a fonte DC podem ser utilizadas para realizar calibrações acreditadas de resposta em frequência de microfones de medição. Este método somente pode ser utilizado se a grade de proteção puder ser removida do microfone. Neste método é necessário possuir as correções de campo de pressão eletrostática para campo livre para o microfone utilizado.
Fonte do Atuador Eletrostático
Atuador Eletrostático B&K UA 0023
Calibradores Sonoros (IEC 60942)
Para calibração de calibradores sonoros de classe LS (padrão de laboratório) é necessária a utilização de microfones padrão de laboratório, dos tipos LS2P ou LS1P, que são os microfones B&K 4180 e B&K 4160 padrão de laboratório de ½” e 1” respectivamente. Na nomenclarura "LS2P" LS vem de "Laboratory Standard" , P de "Pressure" e 2 que corresponde a um microfone de meia polegada.
Para calibração de calibradores de classe 1 ou 2 (padrão de trabalho) podem ser utilizados tanto microfones padrão de laboratório citados anteriormente quanto microfones padrão de trabalho (dos tipos WS2P e WS1P). Os microfones WS2P são o B&K 4192 e o B&K 4956, que devem ser utilizados juntamente com o anel adaptador B&K UA 0285 que transforma a geometria do microfone WS2P na geometria de um microfone LS2P. O microfone WS1P é o B&K 4144, que deve ser utilizado juntamente com o anel adaptador B&K BD 0111 que transforma a geometria do microfone WS1P na geometria de um microfone LS1P. Na nomenclatura "WS2P" WS vem de "Working Standard" , P de "Pressure" e 2 que corresponde a um microfone de meia polegada.
Microfone LS1P
Microfone WS1P
Anel Adaptador
B&K DB 0111
Microfone WS2P
Microfone WS2P
B&K UA 0825
Calibradores sonoros podem ser calibrados por dois métodos diferentes de acordo com a norma IEC 60942: método da comparação ou método de inserção de tensão.
O método da comparação é o método mais barato, porém com maior incerteza de medição e é adequado para calibrar calibradores sonoros das classes 1 e 2 de exatidão. Este método utiliza um microfone WS2P (com anel adaptador B&K UA 0825) ou um microfone WS1P (com anel adaptador B&K DB 0111). Além dos microfones padrão de laboratório LS1P e LS2P, existem três possibilidades de microfones para este método.
Microfones de Medição (IEC 61094-6)
Na calibração de microfones devem ser verificadas duas características: resposta em frequência e sensibilidade.
A calibração da resposta em frequência utiliza o método do atuador eletrostático. Este método é definido pela norma IEC 61094-6, que determina como devem ser as dimensões e características construtivas dos atuadores eletrostáticos. O campo acústico eletrostático que é gerado pelos atuadores eletrostáticos se assemelha ao campo de pressão. Devem ser utilizadas curvas de correção para que a resposta ao campo eletrostático de microfones seja transformada em resposta de campo livre. Os atuadores eletrostáticos são polarizados com tensão DC de 800V e sobre essa tensão é aplicado um sinal AC com a frequência que se deseja medir a resposta em frequência do microfone sob teste.
Para a medição da sensibilidade do microfone, que é razão entre a pressão dinâmica medida em Pascal (Pa) e a tensão AC de saída do microfone (mV), existem duas possibilidades: a) a medição da sensibilidade de circuito aberto; b) a medição da sensibilidade com o pré-amplificador acoplado.
Sensibilidade de circuito aberto (open circuit sensitivity) deve ser medida pelo método da inserção de tensão. Neste método o pistonfone B&K 4228 é utilizado para gerar o sinal acústico em 250 Hz para a determinação da sensibilidade de circuito aberto em campo de pressão.
Sensibilidade com o pré-amplificador acoplado (loaded sensitivity) deve ser medida por comparação. Neste método o pistonfone B&K 4228 é utilizado para gerar o sinal acústico em 250 Hz. A determinação da sensibilidade em campo de pressão do microfone sob calibração é realizada por comparação com a sensibilidade da certificado de calibração do microfone padrão.
Sistemas de Medição Adicionais
O conjunto de geração/medição composto pelo chassi PXI, CPU PXI e pela placa PXI 4461, além de ser utilizado em todos os sistemas de calibração descritos anteriormente, também poderá ser utilizado em outros sistemas que necessitem tanto da geração quanto da medição de sinais normalizados. Estes sistemas, podem ser, por exemplo:
Calibração de audiômetros;
Calibração de mastoides artificiais;
Calibração de acelerômetros;
Ensaios acústicos;
Teste de próteses auditivas;
Medições de tempo de reverberação;
Medições de isolamento acústico;
Etc...
A empresa Metroacústica também poderá desenvolver os sistemas de medição citados anteriormente.