Comment fonctionnent les capteurs de bruit ?

Un capteur de bruit est un appareil permettant de détecter et de mesurer les niveaux de bruit ambiant. Il est couramment utilisé dans divers domaines tels que l'industrie, la construction, la surveillance environnementale et la surveillance de la santé.

Comment fonctionnent les capteurs de bruit ?

Le principe de fonctionnement des capteurs de bruit repose principalement sur la conversion et le traitement des signaux sonores. Voici les étapes détaillées de leur fonctionnement :

1. Propagation et perception du son : Tout d’abord, le son (une onde mécanique) traverse les molécules de l’air pour atteindre le capteur de bruit. À l’intérieur du capteur, un microphone ou un capteur piézoélectrique est généralement utilisé pour détecter le son. Lorsque les ondes sonores se propagent à proximité de ces éléments de détection, elles sont affectées par leurs vibrations.

2. Conversion des signaux sonores en signaux électriques :

2.1. Transducteurs de bruit de microphone : pour les microphones à électret à condensateur, les ondes sonores font vibrer le film électret, ce qui modifie la distance entre les pôles du condensateur et, par conséquent, la capacité. Le nombre de charges sur l'électret restant constant, cette variation entraîne une variation de la tension aux bornes du condensateur, produisant ainsi un signal électrique correspondant au son.

2.2. Transducteur de microphone : Un microphone est un transducteur sonore courant dont le fonctionnement est similaire à celui de l'oreille humaine. Il contient une membrane vibrante (ou diaphragme). Lorsque le diaphragme vibre sous l'effet des fluctuations du son ambiant, la variation de pression de l'onde sonore provoque une modification de la capacité interne du microphone. Cette variation de capacité est convertie en un signal électrique qui peut être amplifié et traité, puis utilisé pour mesurer et analyser le son.

2.3. Transducteurs piézoélectriques : Les transducteurs piézoélectriques utilisent l'effet piézoélectrique pour détecter le son. Les matériaux piézoélectriques possèdent des propriétés particulières qui produisent une charge électrique lorsqu'ils sont soumis à une pression ou à des vibrations. Dans un capteur de bruit piézoélectrique, la vibration de l'onde sonore provoque la génération d'une charge électrique par le matériau piézoélectrique, laquelle est mesurée et convertie en signal électrique pour analyse et mesure.

2.4. Capteurs MEMS : Les capteurs MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) sont des capteurs miniatures qui utilisent souvent des condensateurs miniatures ou des matériaux piézoélectriques pour détecter le son. Les éléments miniatures des capteurs de bruit MEMS produisent de petits changements lorsqu'ils sont soumis à des fluctuations sonores, qui peuvent être mesurés et convertis en signaux électriques. 

2.5. Capteurs à ondes acoustiques de surface (SAW) : Les capteurs à ondes acoustiques de surface (SAW) utilisent la propagation des ondes acoustiques sur une surface pour détecter le son. Lorsqu'une onde sonore passe à la surface du capteur, elle provoque la propagation d'une onde acoustique de surface, qui génère un signal électrique. Ce signal électrique peut être mesuré et analysé pour la détection et la mesure du son.

3. Traitement du signal : Le capteur transmet le signal électrique généré à des circuits internes de traitement du signal. Ces circuits amplifient, filtrent et effectuent un traitement arithmétique spécifique sur le signal électrique afin d'améliorer la précision des mesures et l'immunité aux interférences. Le filtrage supprime les composantes de fréquence indésirables, tandis que l'amplification renforce la puissance du signal, facilitant ainsi son traitement et son analyse ultérieurs.

4. Analyse et sortie des données : après traitement du signal, le capteur fournit l'intensité du bruit, la distribution de fréquence ou d'autres paramètres pertinents. Ces données peuvent être présentées par codage numérique ou par sortie analogique pour l'affichage des valeurs de niveau de bruit ou pour une analyse et un traitement plus approfondis.

5. Calcul et affichage : un processeur numérique traite le signal et calcule l'intensité du bruit, généralement exprimée en décibels (dB). Les données traitées peuvent être affichées sur un écran du capteur ou transmises sans fil à d'autres appareils tels que des smartphones ou des ordinateurs.

6. Adaptabilité environnementale : les capteurs de bruit de haute qualité sont également capables de s'adapter à différentes conditions environnementales, telles que la température et l'humidité, pour garantir la précision et la stabilité des résultats de mesure.

En résumé, les capteurs de bruit permettent de mesurer avec précision le niveau sonore ambiant en captant, convertissant, traitant et analysant les signaux sonores, fournissant ainsi des données essentielles à la surveillance et au contrôle du bruit. Leurs applications sont nombreuses dans de nombreux domaines, tels que la surveillance environnementale, le contrôle industriel, la gestion du trafic, etc., contribuant ainsi à améliorer le cadre de vie, l'efficacité au travail et la protection de la santé.

Fiche technique du capteur de bruit

Manuel d'instructions du capteur de bruit NBL-W-NS.pdf