La moyenne temporelle et la pondération temporelle sont importantes en acoustique et en vibration car elles fournissent une représentation lissée des signaux mesurés sur une période de temps définie. Souvent, les normes industrielles spécifient des limites de bruit et de vibrations sur des intervalles de temps spécifiques, comme une journée de travail de 8 heures ou des périodes nocturnes. Une moyenne est nécessaire pour déterminer le respect de ces limites.
Qu’est-ce que la moyenne temporelle ?
Le Time Averaging est une méthode utilisée pour traiter et analyser les signaux, en particulier lorsqu’il est nécessaire de réduire l’impact des fluctuations ou du bruit à court terme. L’idée est de calculer la valeur moyenne d’un signal sur une période de temps spécifiée afin d’obtenir une représentation plus fluide des signaux. Dans la pratique de la mesure du bruit et des vibrations, la moyenne temporelle est effectuée de manière linéaire ou exponentielle. La moyenne temporelle est utilisée dans la mesure du niveau sonore pour évaluer les niveaux de pression acoustique sur une période prolongée plutôt qu’à un moment spécifique.
Quelle est la différence entre la moyenne temporelle linéaire et exponentielle ?
Moyenne temporelle linéaire : fait la moyenne des valeurs de signal sur une longueur de fenêtre fixe, en traitant de la même manière tous les points de données de sa fenêtre. Moyenne temporelle exponentielle : fait la moyenne des valeurs du signal en accordant plus de poids aux données récentes, ce qui lui permet de réagir plus rapidement aux changements du signal.
La pondération temporelle fait référence à la méthode de moyenne exponentielle utilisée pour ajuster la réponse d’un instrument de mesure aux signaux fluctuants au fil du temps. La pondération temporelle applique essentiellement un « filtre » au signal, accentuant ou atténuant certains aspects du signal en fonction de la constante de temps choisie :
Rapide (F) : possède une constante de temps fixée à 125 millisecondes. Il fournit une lecture à réaction rapide adaptée à la mesure des sons qui ne fluctuent pas trop rapidement
Lent (S) : Avec une constante de temps de 1 seconde, ceci est utilisé pour mesurer les niveaux sonores moyens où le son fluctue rapidement, ce qui le rend difficile à lire avec une réponse rapide.
Impulsion (I) : Spécialement conçu pour mesurer les sons avec des pics aigus (comme des coups de feu ou des feux d’artifice). Sa constante de temps est plus courte (environ 35 millisecondes) que la réponse rapide pour capturer la nature brève et intense de ces sons.
Qu’est-ce que la moyenne exponentielle ?
La moyenne exponentielle est une technique qui permet d’accumuler des données au fil du temps tout en accordant plus de poids aux points de données les plus récents et moins de poids aux plus anciens. La moyenne exponentielle est un outil puissant dans le traitement du signal et l’acoustique, en particulier lorsqu’il s’agit de niveaux sonores fluctuants. Le paramètre de moyenne exponentielle est une constante de temps, dont le choix a un impact sur la réactivité ou la fluidité des résultats moyennés. Une constante de temps plus petite signifie que le processus de moyenne sera plus sensible aux changements récents, tandis qu’une constante de temps plus grande fournira un résultat plus fluide, compte tenu d’un historique plus long des données. Par exemple, les résultats avec moyenne lente réagiront plus graduellement aux changements dans les lectures SPL, tandis que les résultats avec moyenne rapide seront plus sensibles aux changements immédiats.
Qu'est-ce qu'une racine carrée moyenne (RMS) ?
Root Mean Square (RMS) est une méthode permettant d’exprimer une valeur AC en termes de sa valeur DC équivalente. Ceci est fondamental non seulement en acoustique mais aussi en électrotechnique. Plus précisément, dans les systèmes électriques, la valeur efficace indique la valeur qu’un signal CC doit avoir pour produire la même quantité d’énergie ou de puissance que le signal CA sur un cycle. La valeur RMS d’un signal AC, qu’il soit électrique ou acoustique, donne un aperçu de sa tension effective en termes de transfert d’énergie. Cela rend RMS crucial non seulement pour les mesures de bruit et de vibrations, mais également pour les tests électriques et l’étalonnage des compteurs, garantissant des lectures précises et significatives dans diverses applications.
Comment le RMS est-il utilisé dans la mesure du bruit et des vibrations ?
Les sonomètres et vibrations utilisent des transducteurs, tels que des microphones et des accéléromètres, pour transformer les phénomènes physiques du son ou des vibrations en un signal électrique. En déterminant la valeur RMS (Root Mean Square) de ce signal de tension électrique, ces compteurs peuvent mesurer directement l’énergie véhiculée par le signal acoustique ou vibratoire d’origine sur une période de temps désignée. Cette approche basée sur RMS garantit que les mesures moyennées représentent efficacement le contenu énergétique et l’intensité du son ou des vibrations observés sur la durée spécifiée.
Comment faire la moyenne des données de bruit en décibels ?
Étant donné que les décibels sont des unités logarithmiques, pour faire la moyenne des données de bruit en dB, elles doivent d’abord être converties en unités linéaires (Pascals), puis moyennées, puis reconverties en dB.
Quelle est la différence entre RMS et LEQ ?
RMS et LEQ — ont leurs origines dans des cadres conceptuels différents. RMS est un concept large appliqué dans de nombreux domaines, pas seulement l’acoustique, tandis que LEQ (Equivalent Continu Sound Level) est spécifiquement une métrique acoustique. RMS est utilisé comme mesure d’amplitude pour les signaux électriques CA : les valeurs instantanées du signal sont mises au carré et moyennées dans le temps, et la racine carrée de la moyenne est prise. Le LEQ est également moyenné dans le temps, mais le logarithme est ensuite utilisé pour obtenir une valeur en décibels. Dans des scénarios spécifiques, en particulier dans les systèmes de moyenne linéaire où l’entrée est directement proportionnelle à la sortie, la valeur efficace d’un niveau de pression acoustique peut être équivalente au LEQ, en considérant la même durée pour les deux.
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