噪声和振动的主观评价涉及多个物理量,这些物理量通过客观测量和人们的主观感受来评估。下面是一些主要的物理量及其物理意义和数学表达:
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声音级(Sound Level):
- 物理意义:表示在特定频率下声音的能量级别。
- 数学表达式:( Lp = 10 \log{10} \left(\frac{p^2}{p_0^2}\right) ) dB
- 其中 ( p ) 是声压,( p_0 ) 是参考声压(通常 ( p_0 = 2 \times 10^{-5} ) Pa),dB 是分贝(decibel)单位。
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音色品质(Timbre):
- 物理意义:描述声音的特征和音色,与声音的基础频率及谐波关联。
- 数学表达式:音色不能直接用一个简单的数学公式描述,而是通过声音的频谱分析来识别不同的成份和相对强度。
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频率(Frequency):
- 物理意义:表示声波每秒周期的数量。
- 数学表达式:( f = \frac{1}{T} ) Hz
- 其中 ( T ) 是波的周期,单位是秒(s),Hz 表示赫兹(frequency per second)。
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振动加速度(Vibration Acceleration):
- 物理意义:描述物体因外力引起的振动强度,加速度变化的速率。
- 数学表达式:( a ) m/s² 或 g
- 其中 ( a ) 是加速度值,( m/s^2 ) 表示米每平方秒,g 是重力加速度(约为 9.81 m/s²)。
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整体烈度(Overall Intensity):
- 物理意义:是衡量综合振动强度的指标,将不同频率的振动按其能量进行加权后的总和。
- 数学表达式:( I = \sum_{i=1}^{n} w_i \cdot e_i )
- 其中 ( w_i ) 是第 ( i ) 个频率段的权重,( e_i ) 是第 ( i ) 个频率段的能量。
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频谱分布(Spectral Distribution):
- 物理意义:展示声音或振动能量如何分配在不同的频率范围。
- 数学表达式:( S(f) )
- 频谱分布 ( S(f) ) 描述了任何给定频率 ( f ) 下的能量或功率密度。
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振动传递函数(Vibration Transfer Function):
- 物理意义:表征在不同频率下,系统从一个点到另一点传递振动的能力。