聲音測(cè)量最常用的物理量是聲壓，但聲壓的大小通常用聲壓級(jí)（Sound Pressure Level，SPL）來(lái)描述。人耳可聽的聲壓范圍為2×10-5Pa~20Pa，對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)范圍為0~120dB，因此，引入聲壓級(jí)的概念易于描述線性變化很大的聲壓。

1、壓強(qiáng)

定義：?jiǎn)挝幻娣e上所受到的壓力叫做壓強(qiáng)；

單位：壓強(qiáng)的單位是Pa(帕)；

1Pa=1N/㎡，即1帕斯卡=1平方米面積上受到1牛頓的壓力；

1Pa=10₃mPa=10₆μPa

2、聲壓

（1）聲壓定義

設(shè)體積元受聲擾動(dòng)后壓強(qiáng)由p0改變?yōu)?span>p1，則由聲擾動(dòng)產(chǎn)生的逾量壓強(qiáng)（簡(jiǎn)稱為逾壓）p=p1-p0就稱為聲壓，聲壓的大小反應(yīng)了聲波的強(qiáng)弱。

或者：聲音通過(guò)空氣的振動(dòng)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做聲壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱聲壓。

聲壓是一標(biāo)量而不是矢量，它的相位按下列原則區(qū)分正負(fù)，當(dāng)聲壓使總聲壓增加時(shí)，聲壓相位規(guī)定為正，反之為負(fù)。

（2）聲壓?jiǎn)挝?span>

聲壓的單位為Pa(帕)，有時(shí)也用bar(巴)作單位，1bar=100KPa；

（3）可聽閾聲壓

正常人耳對(duì)1KHz聲音剛剛能覺察其存在的聲壓值(20μPa)被稱為1KHz聲音的可聽閾聲壓。一般來(lái)講，人耳不能覺察到低于這一聲壓值的聲音的存在；

（4）瞬時(shí)聲壓

聲場(chǎng)中某一瞬時(shí)的聲壓值稱為瞬時(shí)聲壓；

（5）峰值聲壓

在一定時(shí)間間隔中最大的瞬間聲壓值稱為峰值聲壓或巔值聲壓。如果聲壓隨時(shí)間變化是按簡(jiǎn)諧規(guī)律，那么峰值聲壓也就是聲壓的振幅；

（6）有效聲壓

在一定時(shí)間間隔中，瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值稱為有效聲壓：

式中下角符號(hào)e代表有效值，T代表取平均的時(shí)間間隔，它可以是一個(gè)周期或比周期大得多的時(shí)間間隔。我們?nèi)粘Ｖ兴f(shuō)的聲壓和一般電子儀表所測(cè)得的聲壓都是有效聲壓。

3、聲壓級(jí)

（1）聲壓級(jí)定義

把聲壓的有效值取對(duì)數(shù)來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱，這種表示聲音強(qiáng)弱的數(shù)值叫聲壓級(jí)。聲壓級(jí)以符號(hào)SPL表示，單位為分貝（dB）：

式中p^e為待測(cè)聲壓的有效值，p^ref為參考聲壓，在空氣中參考聲壓p^ref一般取為2×10_-5Pa。

由于人耳所能感受到的最小聲壓是20μPa，因此人們就把這個(gè)壓強(qiáng)作為聲壓強(qiáng)的參照標(biāo)準(zhǔn)，記做p^ref，因此在聲學(xué)或醫(yī)學(xué)上把20μPa=0dBSPL定義為聽閾，即聽覺的閥門，只有高于此值，閥門才能打開，聽到聲音。

（2）聲壓級(jí)的計(jì)算

在空氣中聲壓級(jí)的計(jì)算公式為：

例如1Pa聲壓對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)：

這就是平時(shí)我們所說(shuō)的1Pa的聲壓相當(dāng)于94dB聲壓級(jí)（SPL）,類似可以計(jì)算出：

20μPa=0dBSPL

200μPa=20dBSPL

2mPa=40dBSPL

20mPa=60dBSPL

200mPa=80dBSPL

2Pa=100dBSPL

即聲壓變?yōu)樵瓉?lái)的10倍，聲壓級(jí)在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加20dB；聲壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，聲壓級(jí)在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加6dB；另外，當(dāng)聲壓達(dá)到20Pa，即聲壓級(jí)為120dBSPL時(shí)，人耳會(huì)感覺到疼痛，因此，在聲學(xué)或醫(yī)學(xué)上把20Pa=120dBSPL定義為痛閾，長(zhǎng)時(shí)間在此環(huán)境下工作，會(huì)對(duì)聽覺系統(tǒng)造成傷害。

采用分貝(dB）來(lái)表達(dá)聲學(xué)量值的主要原因，是由于人體聽覺系統(tǒng)對(duì)聲音強(qiáng)弱刺激的反應(yīng)不是按線性(即逐漸加大）規(guī)律變化的，而是成對(duì)數(shù)比例關(guān)系變化的，所以采用對(duì)數(shù)的分貝值可以適應(yīng)聽覺本身的特點(diǎn)。其次，日常生活中遇到的聲音，若以聲壓值表示，變動(dòng)范圍是很寬的，當(dāng)用對(duì)數(shù)換算后，從數(shù)值上可以大為縮小聲壓的變化范圍，因此用分貝來(lái)表示聲學(xué)的量值是科學(xué)的。

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