l promedio de tiempo y la ponderación de tiempo son importantes en acústica y vibración, ya que proporcionan una representación suavizada de las señales medidas durante un período de tiempo determinado. A menudo, los estándares de la industria especifican límites de ruido y vibración en intervalos de tiempo específicos, como jornadas laborales de 8 horas o períodos nocturnos. Se requiere un promedio para determinar el cumplimiento de estos límites.
El promedio de tiempo es un método utilizado para procesar y analizar señales, particularmente cuando es necesario reducir el impacto de las fluctuaciones o el ruido a corto plazo. La idea es calcular el valor promedio de una señal durante un período de tiempo específico para obtener una representación más fluida de las señales. En la práctica de medición de sonido y vibraciones, el promedio de tiempo se realiza de forma lineal o exponencial. El promedio de tiempo se utiliza en la medición del nivel de sonido para evaluar los niveles de presión sonora durante un período prolongado en lugar de en un momento específico.
Promedio de tiempo lineal: promedia los valores de la señal en una longitud de ventana fija, tratando todos los puntos de datos en su ventana por igual. Promedio de tiempo exponencial: promedia los valores de la señal dando más peso a los datos recientes, lo que le permite reaccionar más rápido a los cambios en la señal.
La ponderación de tiempo se refiere al método de promedio exponencial utilizado para ajustar la respuesta de un instrumento de medición a señales fluctuantes a lo largo del tiempo. La ponderación de tiempo esencialmente aplica un «filtro» a la señal, enfatizando o restando énfasis a ciertos aspectos de la señal según la constante de tiempo elegida:
El promedio exponencial es una técnica que permite la acumulación de datos a lo largo del tiempo y al mismo tiempo otorga más peso a los puntos de datos más recientes y menos peso a los más antiguos. El promedio exponencial es una poderosa herramienta en el procesamiento de señales y la acústica, especialmente cuando se trata de niveles de sonido fluctuantes. El parámetro de promedio exponencial es una constante de tiempo, cuya elección afecta la capacidad de respuesta o la fluidez de los resultados promediados. Una constante de tiempo más pequeña significa que el proceso de promediado será más sensible a los cambios recientes, mientras que una mayor proporcionará un resultado más fluido, considerando un historial más largo de los datos. Por ejemplo, los resultados del promedio lento reaccionarán más gradualmente a los cambios en las lecturas de SPL, mientras que los resultados del promedio rápido responderán mejor a los cambios inmediatos.
La raíz cuadrática media (RMS) es un método para expresar un valor de CA en términos de su valor de CC equivalente. Esto es fundamental no sólo en acústica sino también en ingeniería eléctrica. Específicamente, en los sistemas eléctricos, el valor RMS indica el valor que debe tener una señal de CC para producir la misma cantidad de energía o potencia que la señal de CA durante un ciclo. El valor RMS de una señal de CA, ya sea eléctrica o acústica, proporciona información sobre su voltaje efectivo en términos de transferencia de energía. Esto hace que RMS sea crucial no solo para mediciones de sonido y vibración, sino también para pruebas eléctricas y calibración de medidores, asegurando lecturas precisas y significativas en diversas aplicaciones.
Los medidores de sonido y vibración emplean transductores, como micrófonos y acelerómetros, para transformar los fenómenos físicos del sonido o la vibración en una señal eléctrica. Al determinar el valor RMS (Root Mean Square) de esta señal de voltaje eléctrico, estos medidores pueden medir directamente la energía transmitida por la señal acústica o de vibración original durante un período de tiempo designado. Este enfoque basado en RMS garantiza que las mediciones promediadas representen efectivamente el contenido de energía y la intensidad del sonido o vibración observado durante la duración especificada.
¿Cómo promediar los datos de ruido en decibeles?
Debido a que los decibeles son unidades logarítmicas, para promediar los datos de ruido en dB primero es necesario convertirlos a sus unidades lineales (Pascales), luego promediarlos y luego volver a convertirlos a dB.
RMS y LEQ tienen su origen en marcos conceptuales diferentes. RMS es un concepto amplio que se aplica en muchos campos, no solo en la acústica, mientras que LEQ (Nivel de sonido continuo equivalente) es específicamente una métrica acústica. RMS se utiliza como medida de magnitud para señales eléctricas de CA: los valores instantáneos de la señal se elevan al cuadrado y se promedian en el tiempo, y se toma la raíz cuadrada del promedio. El LEQ también se promedia en el tiempo, pero luego se toma el logaritmo para obtener un valor en decibeles. En escenarios específicos, especialmente en sistemas de promedio lineal donde la entrada es directamente proporcional a la salida, el valor RMS de un nivel de presión sonora puede ser equivalente al LEQ, cuando se considera la misma duración para ambos.
