聲壓級
關注創建者：憶森 創建時間：2020-07-28
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其計量單位是宋（sone），定義1kHz，聲壓級為40dB的純音的響度為1宋。
人耳對聲音的響度感受，不僅與聲壓級有關，還與頻率有關。相同聲壓級，不同頻率的聲音的響度感覺是不一樣的，聲壓幅值較小的聲音有可能比聲壓幅值較大的聲音具有更強的響度感覺。為了反映出人耳依據聲壓和頻率對聲音做出的主觀響度感受，上世紀20年代巴克豪森(Barkhausen)引入了響度級。巴克豪森是一位研究人員，他的名字縮寫Bark被命名為一個臨界頻帶率的單位（Bark域）。
聲壓有聲壓級，同樣，響度也有響度級。響度級定義以頻率1000Hz的純音作為基準音，其他頻率的聲音聽起來與基準音一樣響，該聲音的響度級就等于基準音的聲壓級，單位為方（phon）。例如，頻率1000Hz，聲壓級為40dB的純音對應的響度級為40方；聲壓級升高為50dB，響度級為50方；依此類推，如圖2所示，1000Hz的純音聲壓級為多高，其響度級則為多少。
圖2 響度級等于1kHz純音對應的聲壓級
02
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等響曲線
因為聲音的頻率不同，即使聲壓級相同，人耳對響度的主觀感受也有不同。為了描述人耳對聲音響度的主觀感受隨頻率變化的特性，提出了等響曲線的概念。等響曲線表明在可聽區域的不同頻率下，聲壓級達到多少才與特定聲壓級的1kHz純音的響度相同。根據這個定義，所有的等響曲線都必須經過1kHz處的聲壓級，而該聲壓級用dB值表示，與用“方”表示的等響曲線的數值相同：40方的等響曲線在1kHz處必須通過聲壓級40dB處。
例如，某聲音的頻率為250Hz，聲壓級為50dB，其響度與頻率為1000Hz，聲壓級為40dB的純音響度相同，則該聲音的響度級為40方。
展開 3.2.2 客觀評價方法
采用客觀評價和主觀評價相結合的方法對電機階次噪聲評價，客觀評價包含階次噪聲的相對值評價和絕對值評價，相對值評價是通過比較電機階次噪聲的聲壓級和總聲壓級來判斷階次噪聲在總聲壓級中是否明顯，其中總聲壓級包含電機階次噪聲和背景噪聲。當電機階次噪聲的聲壓級比總聲壓級小5dB時，則說明電機噪聲相對于總聲壓級不明顯，反之則需要優化。
以某一車型的電機噪聲為例，傳動軸為參考軸時，電機階次噪聲為582階，在整個加速過程中獲得582階的聲壓級，電機階次噪聲的階次寬度為階次的2%，包含電機階次噪聲和背景噪聲的總聲壓級階次寬度為階次的26%，得到的聲壓級比較如圖3所示，當傳動軸轉速在760RPM時，電機階次噪聲的聲壓級僅比總聲壓級低3.4dB，目標是比總聲壓級低5dB，所以 此轉速下電機噪聲是潛在的抱怨點。
絕對值評價方法是將待評價的車型電機階次噪聲和其他車型的電機階次噪聲比較，判斷該車型相對于其他車型是否有競爭優勢。如圖11 所示，得到四個車型的電機階次噪聲，以待評價的車型A為例，相對于其他三個競爭車型，明顯比車型B和車型C有聲學優勢，比車型D相比略有聲學優勢?？傮w來看，該電機階次噪聲是同類型車型中最具競爭力的。
3.2.3主觀評價方法
主觀評價是電機階次噪聲客觀評價方法的依據，也是最終的接受標準，打分標準見表1。
按照表3的打分標準對圖11 涉及到的四種車型進行主觀評價并打分，得到表4的主觀評價結果，結果和圖11 的客觀測量數據吻合。
4 結語
基于純電動汽車電機噪聲在整車上的聲學特征，首先介紹了電動汽車電機噪聲的測試方法，包含測點布置和測試工況然后介紹了電機噪聲的分析方法，包含電機噪聲的識別，電機噪聲的客觀評價和主觀評價方法。
展開 記錄的聲壓級顯示在下面的圖4和5中。對于混凝土表面，來自聲源的聲壓級高于背景噪聲，但是對于道砟，低于200Hz的聲壓級可與測得的聲壓級媲美，這意味著低于200Hz的數據不能用于道砟吸收的反算。
圖4：混凝土表面的聲壓級。
圖5：道砟的聲壓級。
聲源功率估算
未在消聲室內測量聲源功率，因此，如上所述，它必須從現有混凝土表面聲壓級測量結果與模擬模型中得出。這個想法是根據混凝土表面“完全”反射條件來反算源功率，假設該功率不受表面吸收的影響。
考慮了兩個不同的仿真模型，一個邊界元模型和一個射線追蹤模型，它們都是基于VA One軟件建立的。邊界元模型和射線跟蹤模型可以提供相似的結果，但是射線跟蹤是此應用程序的首選，因為它具有更快的計算速度，不需要花費更多時間或精力來提高頻率，并且還能夠支持任何表面上的吸收和擴散效果。
圖6顯示了用于再現測試設置的光線跟蹤模型。
圖6：射線追蹤模型用于聲源功率預估。
建立了一個簡單的光線跟蹤模型，該模型將零吸收應用于地面并具有單位功率（1 [W]），以在傳感器處獲得ATF。然后，根據測量的和模擬的單位響應之比來縮放單位源功率，以獲得用于測量的實際功率譜。為此目的，開發了一種特殊的濾波器來消除兩個頻譜的共振和反共振。對每個頻率點執行此操作，可以很好地估算測量中使用的源功率。
圖7：聲源功率譜。
吸收估計過程
在窄帶中比較了來自測量和模擬的聲壓級，并針對吸收和擴散進行了靈敏度分析。吸收和擴散強烈影響直接波和反射波的相互作用。對每個傳聲器進行了比較，通過將模擬擬合到測量上來找到混凝土、草皮和道砟的最佳吸收率，方法是在第三倍頻程頻帶中進行迭代的吸收變化，并解決窄帶中的射線追蹤模型。
展開 圖7 各車型電機階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖8 各車型減速器輸入齒輪階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖9 各車型減速器輸出齒輪階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖8和圖9右圖聲壓級規律與左圖的TNR完全不同?？梢钥闯觯簻p速器齒輪噪聲聲壓級幅值較分散：輸入齒輪階次在42～49 dB（A）之間均有分布；輸出齒輪階次則分布在50～60 dB（A）之間。在設定齒輪階次目標時也不能簡單要求齒輪階次噪聲小于某一數值。
4 電動車電驅動嘯叫聲目標設定方法
根據上述分析，可歸納出電動車車內嘯叫聲的一般評價標準，如圖10所示。電驅動總成的主要階次可按照它們所處的頻率范圍設定相應的TNR目標。如要達到完全無嘯叫，則要求TNR≤1 dB（f＞1 kHz）和TNR≤2 dB（f＜1 kHz）。
圖10 電動車嘯叫噪聲TNR一般評價標準
確定各嘯叫階次的TNR目標后，再參考原型車或樣車估計車輛的路噪、胎噪和風噪頻譜，即可確定各嘯叫階次的聲壓級目標。最后可根據空氣聲傳播函數和結構聲傳播函數確定電驅動總成的單體NVH目標。其設計思路如圖11所示。
圖11 電驅動總成NVH目標設定方法
根據以上的分析，建議減速器輸入和輸出軸主動齒輪齒數盡可能選小一些，以便齒輪嘯叫聲頻率靠近路噪、胎噪和風噪頻率，從而能被有效遮蔽。
5 結論
本文中選取了7款市場上流行的純電動汽車，針對車內電驅動嘯叫進行了測試評價和分析。對全負荷工況下的車內聲壓級、TNR和主觀評分進行了對比，結果表明TNR與主觀感受是一致的，而聲壓級的大小并不能直接用來評價嘯叫的顯著度。根據電驅動總成3個主要階次的TNR分布，得出對應于電動汽車嘯叫顯著度的TNR數值范圍。
展開 時間權重
現在，已經對信號進行了頻率權重，接下來我們將計算時間計權聲壓和時間計權聲壓級。首先，我們將新計算的值
存儲為插值函數，其數據源是一個派生值結果表。這樣，我們就得到一個函數
，用于計算卷積。
插值函數的設置窗口。
為了計算卷積，添加了一個 1 維網格 數據集。使用的表達式如下所示。在表達式中，
是網格定義的積分變量坐標。
是為移動指數權重函數而引入的一個新變量。substval() 中的主要表達式是 integrate(P_A_func(zeta)^2*f(t-zeta),zeta,0,t,1e-8)，它定義了 zeta 從 0 到某個變化量的積分
，積分容差為 1e-8. substval()。用一個當前值
替換
，這使得卷積可以被計算出來。
用于計算時間計權聲壓的設置窗口。
時間計權聲壓和聲壓級的結果如下所示。請注意，必須及時解析信號才能使積分準確。當波形是純正弦波時，可能會發生一些有趣的事情。首先，隨著時間的增加，快速計權聲壓和快速計權聲壓級分別接近 RMS 和總聲壓級。對于純正弦曲線，可以根據卷積積分的解析解來檢查結果，卷積積分可以按部分(多次)積分得出。如果 A 權重壓力聲壓振幅為
，則解析解為
此外，時間常數也可以解釋為達到約 63% 等效水平的所需的時間。例如，以 dB 為單位的 63% 是
。所以，在
，時間計權聲壓級應比等效聲壓級低約 2 dB（在這個示例中約為 84-82 dB）。
時間計權聲壓
聲壓級的結果圖。
時間平均
最后一步是計算時間平均聲壓級。我們將定義參數，包括平均持續時間、平均數以及積分的移動上限和下限。
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4.噪聲控制優化
預測建筑周邊及內部風噪聲分布，識別噪聲源（如百葉、通風器）空間分布，及其在風環境下產生噪聲的聲壓級大小，評估其對周邊敏感區域（如住宅、醫院、學校）的影響。指導選用低噪聲構件、優化幾何造型（如導流鰭片）、設置聲屏障，有效降低室內外噪聲污染，提升聲環境舒適度。
2 數據分析：多維度圖表：生成時域圖、頻譜圖、時頻譜；支持噪聲聲壓級VS頻率、制動車速VS頻率、制動壓力VS頻率、減速度VS頻率、溫濕度VS頻率、盤溫曲線、聲壓級VS減速度、車速VS減速度等關聯圖表，直觀呈現數據關系。
3 重新分析：可修改分析參數（如分析范圍、噪聲閾值），對歷史數據進行重新計算，優化分析結果。
數據高度可信，與實驗強吻合
通過對比 Actran 仿真結果與 KLIPPEL 實驗量測數據，喇叭單體的聲壓級（SPL）曲線、阻抗幅值曲線在主要頻段趨勢一致，能精準反映單體的電學-機械-聲學多物理場耦合特性，證明仿真模型的邊界條件與材料參數設定接近實際情況，可直接作為后續系統設計驗證的基礎。
HBK噪聲測試方案嚴格遵循多項現行與即將實施的標準：
GB 42590-2023
ISO 5305:2024
EU 2019/945
EASA 2022指南
方案支持：
聲壓級與聲暴露級測試
聲功率測試（依據ISO 3744:2010）
手持式現場噪聲監測
高精度氣象與位置跟蹤集成
數據自動修正與報告生成
費用：3500元/席位
報名方式：請聯系對應區域的產品銷售，進行報名
培訓內容：
電機聲學、振動測量基礎知識
傳聲器、加速度計的測量知識；聲壓級、A計權、聲功率、加速度、速度、位移、頻譜分析；數采系統使用。
如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？6個月前
車外噪聲源識別的核心挑戰
移動聲源的動態特性干擾：動車高速移動會產生多普勒效應，傳統固定聲源波束形成方法無法實時跟蹤聲源位置，導致頻率與聲壓級測量偏差。
背景噪聲與空氣湍流影響：戶外測量中，風噪會干擾傳聲器信號。動車通行和局部日照加熱引起空氣湍流，會降低陣列信號相干性，且高頻段相干長度縮短，進一步影響測量精度。
依據相關的文獻，對相關的監測點進行設置，具體的兩個點坐標為（0,-0.665）和（0,-2.432），具體設置如下圖所示：
4.2 計算設置
此處進行的計算設置如下：
4.3 聲場計算結果設置
此處通過FFT對兩個接收點的SPL計算結果進行繪制，相關的繪制設置如下圖所示：
此處通過FFT對兩個接收點的SPL計算結果進行繪制，相關的繪制設置如下圖所示，總聲壓級結果與實驗值差別不大
汽車領域：聚焦降噪與熱管理核心需求
汽車行業的流固耦合多圍繞提升駕駛體驗展開，技術鄰案例直擊工作中的常見難題：
案例 1：主機廠發動機蓋聲固耦合仿真分析
1) 需求背景：發動機運轉產生的噪聲會通過結構傳遞到車內，需分析發動機蓋的聲輻射情況，找到降噪優化方向；
2) 核心難點：要讓聲學網格和結構網格精準匹配（耦合面節點偏差不能超過網格尺寸的 10%）；設置合適的聲壓級計算頻率（覆蓋人耳敏感的
發動機蓋聲固耦合問題
1) 實際痛點：發動機運轉噪聲通過結構傳遞至車內，導致車內噪聲超標（如超過 65dB），影響駕駛體驗；
2) 課程解決方案：教你用 “協同仿真（MpCCI/CSE）技術”，實現聲學網格與結構網格的精準匹配（耦合面節點偏差≤網格尺寸 10%），計算 20-2000Hz 人耳敏感頻段的聲壓級，定位噪聲輻射核心區域（如發動機蓋靠近缸體部位），通過調整材料厚度（如從 1.2mm
屋頂冷水機組氣動噪聲分析7個月前
總聲壓級對比
分別對比p1~p9測點的聲壓級曲線，實線為baseline模型, 虛線為安裝通風斗模型。
