由单片机构成的噪声测量自动定位装置

1 引 言

随着近代工业和交通运输业的机械设备向着大型、高速、重载的方向发展，所引起的噪声越来越大。例如冶金轧制设备、破碎机、球磨机、纺织机械、喷气运输机及各种机动车辆等的噪声已经成为当代三大主要环境公害之一。噪声对人体健康有着严重的危害，因此如何减少噪声危害已成为当前一项迫切的任务。精确的测量、分析噪声将为控制噪声源、改进产品设计工艺、制定环保措施和相关法律提供重要依据。在办公自动化、计算机等新技术日新月异发展的今天，人们同样把对办公自动化设备的噪声处理倍加关注，在相应的环保标准中噪声作为一项重要指标。在噪声测量方面大都采用分布采点的方法来进行测量。但是测量点选择只是通过简单的投影量距的方法，每次测量都需人工去测量调整声级计测量头与被测物之间距离，因此工作量大而且耗时耗工。

本文介绍一种噪声自动定位系统可以减小工作量并且精度高，他是由80C552[1]单片机为核心与DME2000[2]光电距离检测器构成的自动定位装置来进行噪声测量，通过LCD显示工作状态具有很高的性能价格比，极具推广价值。

2 基本原理

(1) 噪声物理度量参数

噪声与声音是相同的，只不过噪声是频率更为复杂的声音而已，通过常用的声压级、声强级和声功率级来表示噪声的强弱，用频谱或频率来表示噪声的高低。在实际测量中一般用声功率表示噪声特征：

Lp= 10lgP/P0

其中：Lp为声功率级(dB)；

p为声功率；

p。为参考基准声功率(10-12W)。

但在实际测量中声功率不是直接测得的，只能在特定的测试条件下由测得的声压级经计算得到，在办公自动化产品测量中一般采用自由场条件工程法。其中在反射面上自由声场条件下，声压级与声功率级的关系为：

Lp=Lp+10lgS/S0-K2

其中：Lp为测试表面的平均声压级(dB)；

S为测试表面积(m2)；

s。为基准表面积(1 m2)；

K2为环境引起的修正值。

(2)测试方法

在噪声的测试中，以静电复印机噪声测试为例，测量点选择用一个刚好能包罗声源的最小矩形六面体表面(或球面体、半球面体)作为基准测量表面，具体测量原则：只要测量点中最大、最小声压级之差不超过测量点数。

(3)自动定位装置

自动定位系统的基本原理如图1所示，利用距离传感器测量被测物(复印机)的距离，由单片机控制步进电机调整声级计与被测物的距离。其中距离传感器采用DME2000光电距离检测器，DME2000发射红色一2级光(对人眼安全)，距离值可通过模拟量或RS232进行传输，利用其直接反射模式可以以非接触方式测量并且不受物体反射情形的影响，几乎任何物体表面如坚硬、液面、粉状等物体均可测量，检测分析度为0.125mm，精度为±5mm。测量误差随被测物反射的减少而增加，但这一情况可由可选积分系数的积分器加以补偿。


利用步进电机可以进行可逆距离的调整，由步进电机原理可知，步进电机各相绕组通电顺序不同，转动方向就不同。步进电机控制程序的主要任务是：判断旋转方向，按顺序送出控制脉冲，以及判断所要送出脉冲信号是否已经送完。设步进电机所要走的总步长放在寄存器R4中，转向标志存放在程序状态寄存器中标志位F0(即PSW．5H)中，当F0为0时，表示步进电机正转；当F0为1时，表示步进电机反转。在2DH单元内存放结束标志00H字。各点的距离情况可由键盘选择由LCD显示。步进电机控制程序清单如下：

CONTROLl: PUSH A
MOV R4，#N
CLR C
ORL C，PSW．5
JC ROTE
MOV R0，#20H
AJMP LOOP
ROTE: MOV R0，#H27
LOOP: MOV A，@R0
MOV P1,A
ACALL DELAY
INC R0
MOV A，#00H
ORL A，@R0
JZ TPL
LOOP1: DJNZ R4,LOOP
POP A
RET
TPL: MOV A,R0
CLR C
SUBB A，#61
MOV R0,A
AJMP LOOP1
DELAY: MOV R2,#M
DELAY1: MOV A,#M1
LOOP2: DEC A
JNZ LOOP2
DJNZ R2,DELAY1
RET

单片机控制的自动定位装置工作流程图如图2所步进电机控制流程图如图3所示。


3 结 语

本文介绍了利用80C552单片机与DME2000构成的噪声测量自动定位装置，他可省去每次人工量距的麻烦并且精度高，利用LCD显示自动定位情况更加方便，他不但可以作为办公自动化噪声测量装置也可应用于大型机械监测。