„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 
 

 
 
 
 
 

MINISTERSTWO  EDUKACJI 

NARODOWEJ 

 

 
 
 
Andrzej Leszczyński 
 
 
 
 
 
 

Wykonywanie pomiarów i analiz dźwięku 322[17].Z1.01 

 
 

 

 
 

 

Poradnik dla ucznia 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 

 
 

Wydawca 

 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy 
Radom 2007 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

1 

Recenzenci: 

dr inż. Maria Tajchert 
dr inż. Paweł Rajchert 
 

 
Opracowanie redakcyjne: 
mgr Joanna Gręda 
 
 
Konsultacja: 
mgr Lidia Liro 
 
 
 
 
 
 
 
 
Poradnik  stanowi  obudowę  dydaktyczną  programu  jednostki  modułowej  322[17].Z1.01 
„Wykonywanie pomiarów i analiz dźwięku”, zawartego w modułowym programie nauczania 
dla zawodu protetyk słuchu. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wydawca 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom  2007

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

2 

SPIS TREŚCI 

 

1.  Wprowadzenie 

3 

2.  Wymagania wstępne 

4 

3.  Cele kształcenia 

5 

4.  Materiał nauczania 

6 

4.1.  Podstawowe właściwości dźwięku 

6 

4.1.1.  Materiał nauczania 

6 

4.1.2.  Pytania sprawdzające 

21 

4.1.3.  Ćwiczenia 

21 

4.1.4.  Sprawdzian postępów 

24 

4.2.  Wybrane pomiary i analizy dźwięku 

25 

4.2.1.  Materiał nauczania  

25 

4.2.2.  Pytania sprawdzające 

34 

4.2.3.  Ćwiczenia 

34 

4.2.4.  Sprawdzian postępów 

36 

4.3.  Zagrożenie hałasem i indywidualne środki ochrony słuchu 

37 

4.3.1.  Materiał nauczania  

37 

4.3.2.  Pytania sprawdzające 

41 

4.3.3.  Ćwiczenia 

41 

4.3.4.  Sprawdzian postępów 

43 

4.4.  Komputerowy system do pomiarów i analiz dźwięku 

44 

4.4.1.  Materiał nauczania 

44 

4.4.2.  Pytania sprawdzające 

49 

4.4.3.  Ćwiczenia 

49 

4.4.4.  Sprawdzian postępów 

52 

5.  Sprawdzian osiągnięć 

53 

6.  Literatura 

58 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

3 

1. WPROWADZENIE 

 

Poradnik  ten  będzie  Ci  pomocny  w  przyswajaniu  wiedzy  o  rozchodzeniu  się  fal 

akustycznych,  metodach  pomiaru  właściwości  dźwięków  oraz  indywidualnych  środkach 
ochrony przeciw dźwiękom niepożądanym (hałasom). 

W poradniku znajdziesz: 

− 

wymagania  wstępne  –  wykaz  umiejętności,  jakie  powinieneś  mieć  już  ukształtowane, 
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,  

− 

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, 

– 

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia założonych celów 
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej, 

– 

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści, 

– 

ćwiczenia,  które  pomogą  Ci  zweryfikować  wiadomości  teoretyczne  oraz  ukształtować 
umiejętności praktyczne, 

– 

sprawdzian postępów, 

– 

sprawdzian  osiągnięć,  przykładowy  zestaw  zadań.  Zaliczenie  testu  potwierdzi 
opanowanie materiału całej jednostki modułowej, 

– 

literaturę uzupełniającą. 

*  Gwiazdką  oznaczono  pytania  i  ćwiczenia,  których  rozwiązanie  może  Ci  sprawiać 

trudności. W razie wątpliwości zwróć się o pomoc do nauczyciela. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Schemat układu jednostek modułowych 

 

 

322[17].Z1 

Badania s

łuchu 

322[17].Z1.02 

Wykonywanie badania 

s

łuchu u osoby dorosłej

 

322[17].Z1.03 

Wykonywanie badania 

s

łuchu u dziecka 

322[17].Z1.01 

Wykonywanie pomiarów

  

i analiz d

źwięku

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

4 

2. WYMAGANIA WSTĘPNE 

 

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

−

 

stosować i przeliczać jednostki układu SI, 

−

 

posługiwać  się  podstawowymi  pojęciami  z  zakresu  fizyki,  takimi  jak:  masa,  siła, 
prędkość, energia, ruch falowy, 

−

 

korzystać z różnych źródeł informacji, 

−

 

użytkować komputer, 

−

 

współpracować w grupie. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

5 

3.

 

CELE KSZTAŁCENIA 

 

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć: 

– 

określić wyposażenie gabinetu i pracowni audiologicznej, 

– 

posłużyć  się  przetwornikiem  elektroakustycznym  takim  jak  głośnik,  mikrofon, 
słuchawka, 

– 

zmierzyć poziom ciśnienia akustycznego, poziom dźwięku oraz poziom równoważny, 

– 

ocenić stopień zagrożenia hałasem na postawie dokonanych pomiarów, 

– 

nagrać i odtworzyć dźwięk za pomocą urządzeń analogowych i cyfrowych,  

– 

dokonać analizy dźwięku i zinterpretować wyniki, 

– 

ocenić właściwości akustyczne wnętrza, w tym kabiny audiometrycznej, 

– 

posłużyć się programem komputerowym w celu odpowiedniej edycji i obróbki dźwięku, 

– 

wyjaśnić subiektywny charakter wrażeń słuchowych, 

– 

wykazać  różnicę  i  zależności  między  cechami  fizycznymi  dźwięków  a  wywołanymi 
przez nie wrażeniami słuchowymi, 

– 

zastosować urządzenia indywidualnej ochrony słuchu przed hałasem, 

– 

wskazać powiązania między psychoakustyką i audiologią, 

– 

posłużyć  się  Polskimi  Normami,  instrukcjami  obsługi  stosowanych  przyrządów, 
dokumentacją techniczną, katalogami oraz instrukcjami programów komputerowych, 

–  zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej.

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

6 

4. MATERIAŁ NAUCZANIA 

 
4.1. Podstawowe właściwości dźwięku 
 

4.1.1. Materiał nauczania 
 

Dźwięk  powstaje  na  skutek  drgań  ośrodka  sprężystego,  takiego  jak  np.  powietrze 

i rozchodzi  się  w  postaci  fal.  Może  on  powstawać  w  każdym  ośrodku  sprężystym  a  więc 
oprócz  powietrza  również  i  w  wodzie,  ciele  ludzkim  lub  ścianie.  W  zależności  od 
częstotliwości dźwięki można podzielić na 3 podstawowe zakresy: 
 

−

 

Infradźwięki 

 

       0 – 20 Hz 

−

 

Dźwięki słyszalne   

20 – 20 000 Hz 

−

 

Ultradźwięki 

 

> 20 000 Hz 

 

Częstotliwość,  czyli  liczba  cykli  dźwięku  okresowego  w  jednostce  czasu  i  odwrotność 

okresu  jest  więc  jednym  z  czynników  determinujących  wrażenie  słuchowe  wywołane 
dźwiękiem. 

Fala  akustyczna  rozchodzi  się  ze  stałą  dla  danego  ośrodka  prędkością.  Jeżeli 

częstotliwość  fali  zawarta  jest  między 20 Hz a 20 kHz  fala wywołuje subiektywne wrażenie 
słuchowe.  Wrażenie  słuchowe  jest  cechą  indywidualną  słuchu,  ale  można  je 
scharakteryzować  w  sposób  statystyczny.  Percepcja  dźwięku  jest  przedmiotem  badań 
psychoakustyki  a  ta  ma  ścisłe  związki  z  audiologią.  Metody  badań  psychoakustycznych 
dotyczące  uogólnionych  zjawisk  otologicznie  normalnych  są  podstawą  do  badań 
audiologicznych dotyczących ubytków słuchu. 
 

 

 

Rys. 1.

 

Powstawanie i przemieszczanie się fali akustycznej

 

 
Wielkości charakterystyczne fali akustycznej 

Ciśnienie  akustyczne  p  to  różnica  między  ciśnieniem  P  (zmieniającym  się  od  stanu 

zagęszczenia  do  rozrzedzenia)  w  ośrodku  podczas  przejścia  fali  akustycznej,  a  statycznym 
ciśnieniem atmosferycznym P

0

 jakie istniało przed pojawieniem się fali (rys. 2): 

 

p = P - P

0

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

7 

 

Rys. 2. Rozkład drgań cząsteczek powietrza i odpowiadająca mu zmiana ciśnienia w funkcji czasu [2] 

 

Prędkość  akustyczna  (prędkość  cząstki)  v  to  zmiana  w  czasie  wychylenia  cząstki 

u podczas drgań: 

t

u

v

∆

∆

=

 (m/s) 

 
Zjawisko  fali  akustycznej,  podobnie  jak  i  innych  fal  jest  zjawiskiem  czasowo-

przestrzennym,  i  można  go  przedstawiać  w  postaci  przebiegu  czasowego  lub  rozkładu 
przestrzennego,  które  w  najprostszym  przypadku  (tonu)  można  zilustrować  sinusoidą 
przedstawiającą  zmiany  amplitudy  A  (ciśnienia  p  lub  prędkości  v)  w  funkcji  czasu  (rys.  3). 
lub w funkcji odległości (rys. 4). 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Rys. 3. Przebieg czasowy fali płaskiej 

 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

Rys. 4. Rozkład przestrzenny fali płaskiej 

t 

A 

Okres fali T 

x 

A 

Długość fali 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

8 

A  więc  dźwięk  prosty  można  opisać  za  pomocą  amplitudy,  okresu  i  długości  fali  oraz 

przesunięcia  fazowego  (fazy)  mierzonego  w  stopniach  (miara  kątowa)  lub  radianach  (miara 
łukowa). Cały okres obejmuje 360

0

 czyli 2π radianów. 

 
Prędkość  rozchodzenia  się  fali  akustycznej  w  powietrzu  zależy  od  sprężystości 

objętościowej powietrza K i gęstości objętościowej ρ: 
 
 
 
 

 

Rodzaje fal  
 

Najbardziej charakterystyczne rodzaje fal akustycznych to fala płaska i fala kulista.  

Fala płaska rozchodzi się w postaci nieskończonych płaszczyzn. Ma ona tylko jeden kierunek 
propagacji, stałą amplitudę ciśnienia a ruch cząsteczek odbywa się tylko w jednym kierunku, 
zgodnym z kierunkiem rozchodzenia się. Przykład fali płaskiej pokazuje rys. 1. 
 

W  przeciwieństwie  do  fali  płaskiej,  fala  kulista  rozchodzi  w  postaci  kul  o  coraz  to 

większym promieniu. W ten sposób rozchodzi się ona jednakowo we wszystkich kierunkach, 
jej  amplituda  ciśnienia  jest  odwrotnie  proporcjonalna  do  odległości,  a  ruchy  cząsteczek 
odbywają się we wszystkich kierunkach zgodnie z promieniami. Falę kulistą ilustrują rys. 5 i 6. 
 

                            

 

 

Rys. 5. Rozchodzenie się fali kulistej 

 

 

Rys. 6. Rozkład amplitudy fali kulistej 

 
Dźwięki proste i dźwięki złożone 

Najogólniej możemy podzielić dźwięki na dźwięki proste, czyli tony, rzadko występujące 

w  czystej  postaci  i  dźwięki  złożone,  stanowiące  większość  spotykanych  dźwięków.  Opis 
dźwięku prostego jest stosunkowo nieskomplikowany i posługuje się przebiegiem czasowym 
bądź  rozkładem  przestrzennym.  W  przypadku  dźwięków  złożonych  do  ich  opisu  używamy 
najczęściej pojęcia widma częstotliwościowego. 

ρ

K

c

prop

=

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

9 

Dźwięki proste 

Zmiany czasowo-przestrzenne ciśnienia akustycznego możemy opisać zależnością: 
 

)

2

sin(

Θ

+

−

=

kx

ft

p

p

π

  

 

gdzie: 

p   jest  amplitudą  ciśnienia,  f  –  częstotliwością, 

λ

π

ω 2

=

=

c

k

  –  liczbą  falową  a  Θ 

przesunięciem fazowym.  

Wpływ  częstotliwości  na  przebieg  czasowy  i  rozkład  przestrzenny  dźwięku  prostego 

pokazano na rys. 7. 

 
 

 

 

Rys. 7. Zmiana długości fali i okresu dźwięku prostego w funkcji częstotliwości 

 

Dźwięki złożone 

Znacznie  częściej  mamy  do  czynienia  z  dźwiękami  złożonymi.  Oczywiście  tu  również 

możemy  posługiwać  się  przebiegiem  czasowym  jednak  przy  bardziej  skomplikowanych 
dźwiękach interpretacja struktury dźwięku staje się nieczytelna. 
Na  rys.  8  pokazano  przykład  budowania  dźwięku  złożonego  z  dźwięków  prostych 
o częstotliwościach  nieparzystych  harmonicznych  i  malejącej  amplitudzie.  W  wyniku 
otrzymujemy dźwięk złożony o przebiegu prostokątnym.  
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

10 

 

 

Rys. 8. Powstawanie dźwięku złożonego poprzez sumowanie dźwięków prostych (sygnał prostokątny) 

 
 
Przykładowe przebiegi czasowe innych dźwięków złożonych pokazano na rys. rys. 9–11. 
 
 

 

 

Rys. 9. Przykład przebiegu czasowego dźwięku dzwonu 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

11 

 

 
 

Rys. 10. Fragment akordu muzycznego 

 

 

 

 

Rys. 11. Fragment szumu białego 

 
Widmo dźwięku 
 

Pojęcie  widma  dźwięku  pozwala  na  lepsze  zilustrowanie  dźwięku  zarówno  prostego  jak 

i złożonego.  Polega  ono  na  przedstawieniu  amplitudy  (widmo  amplitudowe)  w  funkcji 
częstotliwości  lub  fazy  (widmo  fazowe)  w  funkcji  częstotliwości.  Najczęściej  posługujemy 
się  widmem  amplitudowo  częstotliwościowym.  W  przypadku  dźwięku  prostego  widmo 
reprezentuje  jeden  prążek  o  określonym  położeniu  (częstotliwość)  i  wysokości  (amplituda). 
Przykłady widm typowych dźwięków pokazano na rysunku 12. 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

12 

 

 

Rys. 12. Przykładowe przebiegi czasowe i widma amplitudowe dźwięków okresowych i nieokresowych 

 
Natężenie dźwięku 

Praktyczną  miarą  energii  fali  akustycznej  jest  natężenie  dźwięku  I  zdefiniowane  jako 

średnia  za  okres  czasu  τ  gęstość  strumienia  energii  akustycznej.  Ponieważ  dla  fali 
harmonicznej  można  napisać,  że  p  i  v  zmieniają  się  w  sposób  sinusoidalny  i  w  przypadku 
ogólnym są przesunięte o kąt fazowy ψ: 
 

p

p

t

=

−

cos(

)

ω ψ

; 

 

v

v

t

=

cos

ω

; 

 

to natężenie dźwięku będzie: 
 

I

p v

p v

sk

sk

=

=

2

cos

cos

ψ

ψ

 

 
Zakładając,  że  dla  fali  płaskiej  nie  ma  przesunięcia  między  wektorami  p  i  v  (cosψ=1) 
i zależność ta się upraszcza do: 
 

I

p v

p v

sk

sk

=

=

2

 

 
 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

13 

Jednostki, jednostki względne 

Dla  określenia  wzajemnych  stosunków  częstotliwości,  w  akustyce  używa  się 

częstotliwości  harmonicznych  oraz  oktawowych  lub  tercjowych  zapożyczonych  ze  skali 
muzycznej.  Różnica  między  zależnościami  harmonicznymi  a  oktawowymi  pokazana  jest  na 
rys. 13. 
 

 

 

Rys. 13. Porównanie oktaw i harmonicznych 

 
 
Stosunek częstotliwości górnej do dolnej dla pasma oktawowego określa zależność: 

 

dla jednej oktawy:   

2

1

2

=

f

f

   

dla n oktaw:   

n

f

f

2

1

2

=

; 

 
 

dla pasma tercjowego (1/3 oktawy): 
 

dla jednej tercji:  

3

/

1

1

2

2

=

f

f

   

dla n tercji:   

3

/

1

2

2

n

f

f

=

; 

 
Ze  względu  nas  bardzo  szeroki  zakres  ciśnień  oraz  logarytmiczny  sposób  odczuwania 

bodźców  dźwiękowych  przez  ucho  ludzkie,  stosujemy  również  miary  względne 
(logarytmiczne) odniesione do ustalonego poziomu odniesienia (próg słyszalności).  
Podstawowe jednostki względne zdefiniowane są następująco: 
 

 

Poziom ciśnienia akustycznego  (SPL - Sound PressureLevel) 
 
 

0

log

20

)

(

p

p

dB

L

p

=

 

 
Poziom natężenia dźwięku: 

0

log

10

)

(

I

I

dB

L

I

=

 

gdzie: 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

14 

Pa

Pa

x

p

µ

20

10

2

5

0

=

=

−

, 

2

12

0

10

m

W

I

−

=

 

 
Dla fali płaskiej: 

I

p

L

L

=

 

 
 
Podstawowe jednostki akustyczne zestawione są w tablicy 1, a w tablicy 2 pokazano zakresy 
ciśnień i poziomów ciśnienia akustycznego dla różnych źródeł dźwięku. 
 

Tabela 1. Podstawowe jednostki akustyczne 

Wielkość 

Oznaczenie 

Jednostka 

ciśnienie 

P 

[Pa]= N/m2 

prędkość akustyczna 

V 

[m/s] 

natężenie dźwięku 

I 

[W/m2] 

poziom ciśnienia (SPL) 

L

p

p

p

=

20

0

log

 

[dB] 

poziom natężenia 

L

I

I

I

=

10

0

log

 

[dB] 

poziomy odniesienia 

P

0 

= 2x10-5   Pa 

I

0

  = 10-12   W/m2 

 
 

Tabela 2. Zakres ciśnień i poziomów ciśnienia akustycznego dla różnych źródeł dźwięku 

Źródło dźwięku 

ciśnienie akustyczne 

(Pa) 

poziom ciśnienia 

(dB) 

Rakieta Saturn 

100 000   (1 atm) 

194 

Odrzutowiec 

2 000 

160 

Samolot śmigłowy   

200 

140 

Granica bólu 

 

 

135 

Nitownica   

20 

120 

Ciężarówka 

2 

100 

Hałaśliwe biuro 

0,2 

80 

Ruch uliczny 

 

0,2 

80 

Rozmowa   

0,02 

60 

Ciche biuro  

 

50 

Cicha rezydencja 

0,002 

40 

Studio nagrań 

 

30 

Szelest liści 

0,0002 

20 

Próg słyszenia 

0,00002 

0 

 

 
 
 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

15 

Dodawanie poziomów 

W  przypadku  jednoczesnego  działania  dwóch  źródeł  o  poziomach  L

1

  i  L

2

,  poziom 

wypadkowy może być obliczony wg poniższego wzoru: 
 

 
 
 
 

Przykład dodawania: 

 

 

 

 

 
L

1

  = 55 dB,  

L

2

  = 60 dB; 

 

L 

1+2

  = 61,19 dB 

 
Impedancja akustyczna 

Pojęcie  impedancji  akustycznej  wzorowane  jest  na  impedancji  elektrycznej 

i zdefiniowane jest jako stosunek ciśnienia akustycznego do prędkości akustycznej: 
 

Z = p/v 

 
 

W przypadku fali płaskiej akustyczna impedancja falowa jest rzeczywista i wynosi: 

 

Z

0

 = ρ

0

c 

 

Biorąc pod uwagę, że gęstość powietrza ρ

0

 = 1,2 kg/m

3

, prędkość dźwięku c = 340 m/s, 

Impedancja  akustyczna  fali  płaskiej  rozchodzącej  się  w  powietrzu  wynosi  ok.  410  kg/m

2

s. 

Jednostka kg/m

2

s nazywana jest omem akustycznym (Ω

ak

 ) lub rajlem. 

 
Odbicie fali akustycznej 

Fala  akustyczna  padająca  na  granicę  dwóch  ośrodków  o  dwóch  różnych  impedancjach 

akustycznych  ulega  częściowemu  odbiciu  i  załamaniu  (przenikaniu  do  drugiego  ośrodka). 
Stopień odbicia i przenikania zależy od różnicy impedancji obu ośrodków. 
Na  rys.  14  pokazano  schematycznie  odbicie  i  przenikanie  fali  na  granicy  dwóch  ośrodków 
o impedancjach Z

1

=ρ

1

c

1

 i Z

2

=ρ

2

c

2

.  

 
 
 

 

θ 2 

θ 

θ 1 

1 

p

  1 

, 

p

  1 

p

  2 

 , 

osrodek I 

osrodek II 

ρ 

1 

c 

1 

ρ  c 

2 

2 

x 

 

 

Rys. 14

. 

Pojedyncze odbicie i załamanie fali na granicy dwóch ośrodków [5] 

 
 
 
 









+

=

10

10

2

1

10

10

log

10

_

L

L

dB

SUMA

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

16 

Miarą stopnia odbicia i przenikania fali są współczynniki odbicia 

β

 i przenikania 

α

 gdzie: 

 

2

1

2

1

2

1

'

1









+

−

=

=

Z

Z

Z

Z

I

I

β

 

 

β

α

−

=

=

1

1

2

I

I

 

 
a   I

1

, I

1

’

  i I

2

 są natężeniami fali odpowiednio fali padającej, odbitej i przechodzącej. 

 
Interferencja fal, fale stojące 

W  wielu  przypadkach  w  jednym  ośrodku  rozchodzi  się  więcej  niż  jedna  fala,  często  na 

skutek odbicia od przeszkód. W wyniku tego zachodzi zjawisko interferencji fal (wzajemnego 
ich  oddziaływania)  na  skutek  dodawania  się  ciśnień  obu  fal,  które  może  powodować 
powstawanie  fal  stojących.  Na  rys.  15  pokazane  są  interferencje  dwóch  fal  o  jednakowej 
częstotliwości i amplitudzie a różnych przesunięciach fazowych. 
 

 

 

Rys. 15. Interferencje fal o jednakowej częstotliwości i amplitudzie i przesunięciach fazowych 0

0

, 

135

0

 

 i 180

0

 

 

Na  rysunku  16  pokazano  odbicie  i  zjawisko  powstawania  fali  stojącej  na  sztywnej 

granicy dwóch ośrodków. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

17 

 

Rys. 16. Zjawisko fali stojącej na sztywnej granicy dwóch ośrodków [5] 

 
Ugięcie i rozproszenie fali 

W  przypadku,  kiedy  przeszkoda,  na  którą  pada  fala  jest  mała  lub  porównywalna 

z długością  fali  może  występować  zjawisko  ugięcia  i  rozproszenia  fali.  W tych  przypadkach 
fala  nie  porusza  się  już  prostoliniowo  i  rozchodzi  się  w  wielu  kierunkach.  Na  rys.  17 
pokazano zjawisko ugięcia fali na otworze i przeszkodzie kulistej.  
 

   

 

 

Rys. 17. Zjawisko ugięcia fali na otworze i przeszkodzie kulistej [1] 

 

Zależność między cechami fizycznymi dźwięku a jego percepcją słuchową 
 

W zakresie częstotliwości 20 Hz – 20 kHz dźwięki mogą wywoływać wrażenie słuchowe, 

jeżeli  będą  miały  odpowiednio  duże  ciśnienie,  co  najmniej  2x10

-5

  Pa  (lub  natężenie,  co 

najmniej  10

-12

  W/m

2)

.  Wrażenie  to  ma  charakter  indywidualny,  jednak  można  je  opisać 

w sposób statystyczny. Przykładem takiego opisu są krzywe równego poziomu głośności (rys. 
18)  opisujące  sposób  słyszenia  w  funkcji  poziomu  i  w  funkcji  częstotliwości  (granice 
słyszalności).  Podstawowe  cechy  tego  wrażenia  to  głośność  i  wysokość  dźwięku.  Opisane 
powyżej miary obiektywne dźwięku  jak ciśnienie, natężenie  i częstotliwość  nie  mogą opisać 
w  pełni  zjawisk  subiektywnych.  W  celu  ich  lepszego  opisu  wprowadza  się  podstawowe 
jednostki subiektywne takie jak poziom głośności, głośność i wysokość tonu.  
Poziom głośności  
 

Jest  miarą  wrażenia  subiektywnego  głośności  (pozwalającą  uszeregować  dźwięki  od 

najcichszych do najgłośniejszych) i jest parametrem na krzywych równego poziomu głośności 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

18 

mierzonym w fonach. Liczbowo poziom glośności w fonach jest równy poziomowi ciśnienia 
dla częstotliwości tonu odniesienia 1000 Hz. 
 
Głośność 
 

Ponieważ  poziom  głośności  nie  jest  jednostką  addytywną  (nie  można  dodać  dwóch 

poziomów  głośności)  wprowadza  się  inną,  addytywną  miarę  wrażenia  głośności  –  głośność 
wyrażoną w sonach. Jeden son odpowiada 40 fonom. Zależność między głośnością w sonach 
a poziomem głośności w fonach pokazuje rys. 19.  International Standardization Organization 
podała  zależność  między  głośnością  S  (w  sonach)  a  poziomem  głośności  L

s

  (w  fonach)  dla 

poziomów głośności równych lub większych od 40 fonów w postaci: 
 

10

40

2

−

=

S

L

S

 

 
Wysokość tonu 
 

Wysokość  tonu  jest  wrażeniem  słuchowym,  umożliwiającym  uszeregowanie  dźwięków 

od  najniższych  do  najwyższych.  Zależy  ono  od  częstotliwości    ale  również  od  poziomu 
ciśnienia.  Jednostką  wysokości  tonu  jest  mel.  Przy  założeniu,  że  wysokość  tonu 
o częstotliwości  1000  Hz  i  poziomie  ciśnienia  40  dB  (poziomie  głośności  40  fonów) 
otrzymano zależność pokazaną na rys. 20. 
 
Rozdzielczość częstotliwościowa 
 

Najmniejsza  zmiana  częstotliwości  jaką  ucho  jest  w  stanie  wykryć  nosi  nazwę  progu 

różnicowania  częstotliwości  i  jest  miarą  rozdzielczości  częstotliwościowej.  Rozdzielczość 
częstotliwościowa  opisuje  zdolność  rozłożenia  dźwięku złożonego  na tony  proste  i odgrywa 
ważną  rolę  w  percepcji  słuchowej.  Istnienie  rozdzielczości  częstotliwościowej  demonstruje 
się  poprzez  badanie  efektu  maskowania,  tj.  podwyższania  progu  słyszalności  dźwięku 
słuchanego  (maskowanego)  w  obecności  innego  dźwięku  (maskera).  Dla  nieuszkodzonego 
ludzkiego  ucha  selektywność  jest  największa  w  zakresie  częstotliwości  500-4000  Hz.  Dla 
tonów  czystych  o  częstotliwości  zbliżonej  do  1000  Hz  próg  różnicowania  wynosi  0,3-0,4% 
(3-4  Hz).  Dla  tonów  o  częstotliwościach  mniejszych  od  500  Hz  i  większych  od  8000  Hz 
selektywność  częstotliwościowa  maleje  (ok.  1%,  tj.10  Hz).  Dźwięki  złożone  mogą  być 
rozróżniane  na  podstawie  różnic  pomiędzy  składowymi  harmonicznymi.  Rozdzielczość 
częstotliwościowa jest mała dla bodźców o natężeniach okołoprogowych, wzrasta dla natężeń 
z zakresu komfortowego słyszenia a maleje dla wyższych poziomów bodźca. 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

19 

 

 

Rys. 18. Krzywe równego poziomu głośności wg. Robinsona Dadsona [2] 

 

 

 

Rys. 19. Zależność między głośnością w sonach a poziomem głośności w fonach [6] 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

20 

 

 

Rys. 20. Zależność między wysokością tonu a częstotliwością [6] 

 
Przestrzenna percepcja dźwięków 
 

Słyszenie  kierunkowe  jest  możliwe  dzięki  postrzeganiu  różnicy  czasu,  natężeń  i  fazy 

miedzy  dźwiękami  docierającymi  do  obu  uszu.  Najmniejsza  postrzegana  różnica  czasu 
wynosi  ok.  3x  10

-5

  sek.  Jeśli  źródło  dźwięku  znajduje  się  na  wprost  słuchającego,  fala 

dźwiękowa dociera do obu uszu jednocześnie. Gdy źródło dźwięku umieszczone jest w innym 
położeniu  pojawia  się  międzyuszna  różnica  czasu,  fazy  i  amplitudy  i  składu  widmowego 
dźwięku.  Różnica  ta  jest  taka  sama  dla  każdej  częstotliwości  przy  określonej  lokalizacji 
źródła  dźwięku,  gdyż  szybkość  rozprzestrzeniania  się  fali  dźwiękowej  w  powietrzu  jest 
niezależna  od  długości  fali.  Wartości  międzyusznej  różnicy  oraz  międzyusznej  różnicy 
amplitud  są  zależne  od  częstotliwości  bodźca.  W  przypadku  małych  częstotliwości 
o lokalizacji  dźwięku  decyduje  międzyuszna  różnica  czasu,  dla  dużych  częstotliwości  - 
międzyuszna  różnica  natężeń.  Żaden  z tych  parametrów  nie  dostarcza  istotnych  informacji 
w przypadku dźwięków z zakresu średnich częstotliwości. 
 
Percepcja mowy 
 

Percepcja  dźwięków  mowy  jako  zbioru  dźwięków  o  określonym  brzmieniu, 

przekazywanych  za  pomocą  głosu  jest  procesem  bardzo  złożonym  i  ma  ścisły  związek 
z procesem  tworzenia  tych  dźwięków.  Na  proces  percepcji  składa  się  kilka  faz:  faza 
aerodynamiczna  (drgania  powietrza  w  kanale  słuchowym),  faza  akustomechaniczna 
(przenoszenie  drgań  błony  do  ucha  wewnętrznego),  faza  neurologiczna  (przenoszenie 
informacji  przez  włókna  nerwowe  i  jej  przetwarzanie  w  ośrodkowym  układzie  nerwowym) 
oraz  aspekt  psychologiczny  (rozpoznawanie  i  zrozumienie  przekazywanej  informacji). 
Najważniejszą rolę w percepcji dźwięków mowy odgrywają chwilowe zmiany częstotliwości 
i amplitudy  tych  dźwięków  a  zwłaszcza  czasowe  wzrosty  i spadki  częstotliwości  formantów 
(charakterystycznych  maksimów  widma)  spowodowane  zmianą  wymiarów  komór 
rezonansowych toru głosowego w czasie artykulacji. Charakterystyczna dla dźwięków mowy 
jest  też  tzw.  percepcja  kategorialna  polegająca  na  automatycznym  przyporządkowywaniu 
percypowanych dźwięków do określonej grupy dźwięków. 
Metody badań psychoakustycznych 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

21 

 

Badania  słuchu  można  podzielić  na  badania  psychoakustyczne  (audiometryczne, 

behawioralne)  i  badania  obiektywne  (audiometria  impedancyjna,  otoemisja  akustyczna  – 
OAE, audiometria odpowiedzi elektrycznych – ERA).  
Badania  psychoakustyczne  mają  na  celu  określenie  zależności  miedzy  bodźcem  fizycznym 
a wywołanym  przez  niego  wrażeniem  słuchowym.  W  praktyce  wyróżnia  się  szereg  metod 
pomiarowych.  Metody  te  stosuje  się  najczęściej  do  wyznaczania  wartości  progów  percepcji 
obejmujących progi absolutne lub względne dla mierzonych wrażeń słuchowych. Wartości te 
można  wyznaczyć  jedynie  w  sposób  przybliżony  za  pomocą  pewnych  wielkości 
statystycznych.  
 
Teorie słyszenia 
Istnieje szereg teorii słyszenia, takich jak: 

−

  Teoria  telefoniczna  Rutheforda  zakładająca,  że  włókna  błony  podstawnej  nie  drgają 

oddzielnie, a błona drga jako całość- jak membrana mikrofonu. 

−

  Teoria  rezonacyjna  (teoria  harfy)  Helmholtza  pomijająca  złożoność  czynności  ślimaka  

i nerwu ślimakowego, a wszystkie problemy związane z analizą częstotliwości odnosi do 
czynności  ośrodkowego  układu  nerwowego.  Zgodnie  z  nią  już  w  błonie  podstawnej, 
która  składa  się  z  pojedynczych  włókien  –  strun  słuchowych  –  na  poziomie  ślimaka 
dochodzi do rozłożenia dźwięku na poszczególne składowe częstotliwościowe. 

−

  Teorie  falowe:  fali  stojącej  (wg  tej  teorii  wyodrębnienie  częstotliwości  następuje 

w wyniku  właściwego  dla  każdej  częstotliwości  rozkładu  fal  stojących  wzdłuż  błony 
podstawnej,  fali  biegnącej  (Beksy’ego)  opierającej  się  na  hydrodynamice  płynów 
ślimaka,  teoria  miejsca  (zgodnie  z  tą  teorią,  wysokość  dźwięku,  jako  kategoria 
psychologiczna  i  subiektywna,  przypisana  jest  bezpośrednio  współrzędnym  miejsca 
w uchu  i  ośrodkowym  układzie  nerwowym.  Przyjmuje  ona,  że  np.  tonom  prostym 
o różnych  częstotliwościach  przyporządkowuje  się  odrębne  wysokości  dźwięku, 
ponieważ różne częstotliwości pobudzają różne zakończenia nerwowe, te zaś przekazują 
podniety do różnych miejsc w ośrodkowym układzie nerwowym. 

−

  Teoria  salw  wyjaśniająca  przewodzenie  impulsów  poprzez  włókna  nerwu  ślimakowego 

dla poszczególnych częstotliwości i natężeń. 

 

4.1.2. Pytania sprawdzające 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonywania ćwiczeń. 

1.  Jakie wielkości opisują falę akustyczną? 
2.  Jaka jest różnica między prędkością propagacji fali a prędkością akustyczną? 
3.  Czym różni się płaska fala akustyczna od fali kulistej? Wymień trzy różnice. 
4.  Co to jest natężenie dźwięku i jak możemy je obliczyć? 
5.  Co to jest poziom ciśnienia akustycznego? 
6.  Co to jest poziom natężenia dźwięku? 
7.  O  ile  dB  wzrośnie  poziom  natężenia  fali  akustycznej  przy  dwukrotnym  wzroście 

natężenia, a o ile dB wzrośnie poziom ciśnienia przy dwukrotnym wzroście ciśnienia? 

8.  Jakim zjawiskom podlegają fale akustyczne na granicy dwóch ośrodków?  
9.  W jaki sposób powstaje fala stojąca?  
10.  Na  czym  polega  zjawisko  ugięcia  fali  akustycznej  na  przeszkodzie  i  kiedy  jest  ono 

najsilniejsze? 

11.  Co to jest impedancja akustyczna i ile wynosi ona dla fali płaskiej w powietrzu? 
12.  W jakich jednostkach mierzymy impedancję akustyczną? 
13.  Jaki  jest  stosunek  skrajnych  częstotliwości  dla  pasma  oktawowego  a  jaki  dla  pasma 

tercjowego? 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

22 

14.  Ile pasm oktawowych zawiera się w całym paśmie akustycznym, a ile tercjowych? 
15.  W jakim zakresie zawarte są wartości okresów, a w jakim długości fal dla całego zakresu 

akustyki słyszalnej? 

16.  Jaki jest poziom głośności dźwięku o częstotliwości 1000 Hz i poziomie ciśnienia 78 dB? 
17.  Czym różni się poziom głośności od głośności dźwięku? 
 

4.1.3. Ćwiczenia 

 
Ćwiczenie 1 
 

Ciśnienie  akustycznej  fali  płaskiej  wynosi  0,5  Pa.  Oblicz  poziom  ciśnienia  oraz  poziom 

natężenia tego dźwięku.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni wzór, 
2)  wykonać obliczenie. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

kalkulator, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 2 
 

  Narysuj widmo dźwięku prostego (tonu) o częstotliwości 1000 Hz i amplitudzie 1 Pa.

 

 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni rysunek, 
2)  narysować układ osi, oznaczyć skale i wrysować odpowiedni przebieg widma. 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 3 

Oblicz okres i długość fali akustycznej tonów o częstotliwościach:  

−

 

50 Hz, 

−

 

800 Hz, 

−

 

15 000 Hz. 

 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiednie wzory, 
2)  wykonać obliczenia. 
 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

23 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

papieru formatu A4, flamastry, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

kalkulator, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 4 * 

Oblicz  wypadkowy  poziom  natężenia  dwóch  dźwięków  o  poziomach  odpowiednio: 

75 dB i 77 dB. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni wzór, 
2)  wykonać obliczenia. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, flamastry, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

kalkulator, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 5 * 
 

Oblicz  częstotliwość  trzeciej  harmonicznej  dla  dźwięku  o  częstotliwości  podstawowej 

150 Hz oraz częstotliwość o trzy oktawy wyższą od częstotliwości podstawowej. 

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni wzór, 
2)  wykonać na tej podstawie obliczenia, 
3)  wypełnić arkusz do ćwiczeń. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, flamastry, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

kalkulator, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 6* 

Pokaż  na  rysunku,  w  jaki  sposób  dodają  się  dwie  fale  akustyczne  o  takiej  samej 

amplitudzie  ciśnienia  będące  w  fazie.  Narysuj  powstająca  w  wyniku  falę  stojącą.  Co  się 
stanie, jeżeli fale składowe będą w przeciw fazie (przesunięte o 180

0

)? 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni rysunek, 
2)  oznaczyć dokładnie skale rysunku, 
3)  narysować obie fale jedną pod drugą, 
4)  zsumować wartości ciśnienia punkt po punkcje, 
5)  narysować wynikową falę stojąca poniżej.  

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

24 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, flamastry, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

linijka z podziałką, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 7* 
 

Oblicz głośność dźwięku o częstotliwości 300 Hz  i poziomie ciśnienia 67 dB. Porównaj 

tę głośność z głośnością tonu o częstotliwości 6000 Hz i poziomie ciśnienia 60 dB.  
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiednie rysunki, 
2)  odczytać wartości poziomu głośności, 
3)  odczytać wartości głośności, 
4)  zsumować wartości głośności. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, flamastry, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

25 

4.1.4. Sprawdzian postępów 

 
Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  określić podstawowe parametry fali akustycznej? 

 

 

2)  obliczyć impedancje akustyczną powietrza i innych ośrodków? 

 

 

3)  obliczyć współczynnik odbicia fali akustycznej na granicy woda powietrze? 

 

 

4)  obliczyć dowolny poziom ciśnienia akustycznego? 

 

 

5)  obliczyć dowolny poziom natężenia dźwięku? 

 

 

6)  rozróżnić praktycznie płaską falę akustyczną od kulistej? 

 

 

7)  zinterpretować dane widmo dźwięku? 

 

 

8)  określić  o  ile  maksymalnie  może  wzrosnąć  poziom  dwóch  dodanych 

dźwięków? 

 

 

9)  obliczyć  poziom  ciśnienia  akustycznego  wywołanego  przez  ciśnienie 

równe ciśnieniu atmosferycznemu (1000 hPa)? 

 

 

10)  obliczyć poziom głośności i głośność oraz je porównywać? 

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

26 

4.2 Wybrane pomiary i analizy dźwięku 

 
4.2.1. Materiał nauczania 
 

Celem pomiarów akustycznych może być ocena zagrożenia zdrowia ludzkiego przez hałas, 

ocena  jakości  urządzeń  takich  jak  np.  głośnik,  mikrofon  lub  słuchawka,  bądź  ocena 
właściwości akustycznych wnętrza.  

Istotnym  czynnikiem  są  warunki  akustyczne,  w  jakich  wykonuje  się  poszczególne 

pomiary.  Niektóre  z  nich  wymagają  tzw.  pola  swobodnego,  w  którym  istnieje  tylko  fala 
bezpośrednia  inne  zaś  odbywają  się  w  warunkach  pola  poglosowego,  w  którym  występują 
liczne odbicia fali. Pole swobodne, w którym występuje tylko fala biegnąca od źródła i nie ma 
fal odbitych i wszelkich zakłóceń, można wytworzyć w komorze bezechowej, pomieszczeniu, 
w  którym  wszystkie  ściany  mają  współczynnik  pochłaniania  bliski  jedności,  a  więc  energia 
fal odbitych jest pomijalna wobec energii fali bezpośredniej. Na ogół pomiary przetworników 
elektroakustycznych,  takich  jak  głośniki  i  mikrofony  wykonuje  się  w  komorze  bezechowej 
(wyjątek stanowią słuchawki) pomiary hałasów zaś w realnych warunkach pogłosowych. 
 
Parametry sygnału dźwiękowego 

Większość  dźwięków  można  scharakteryzować  podstawowymi  parametrami,  które 

w przypadku sygnału sinusoidalnego pokazano na rys. 21. 
 

Wartość chwilowa  jest to wartość, jaką przyjmuje zmieniający się sygnał w danej chwili 

czasu t określona worem: 
 

t

T

A

t

A

π

2

sin

)

(

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 21. Sygnał sinusoidalny 

Wartość  międzyszczytowa  A

pp

  jest  to  suma  bezwzględnych  wartości  szczytowych 

dodatniej i ujemnej. 

t 

A 

Okres fali T 

A 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

27 

Wartość  średnia  A

śr

  jest  to  średnia  arytmetyczna  wszystkich  wartości  chwilowych 

(bezwzględnych) w ciągu jednego okresu T: 

m

śr

A

A

π

2

=

 

gdzie A

m

 jest wartością maksymalną. 

Wartość  skuteczna  A

sk

  (RMS  –  Root  Mean  Square)  jest  to  pierwiastek  kwadratowy  ze 

średniej arytmetycznej kwadratów wartości chwilowej obliczonej dla całego okresu T: 

m

sk

A

A

2

1

=

 

Do badań  i pomiarów stosuje się sygnały ciągłe, impulsowe  lub  impulsowe powtarzane. 

Sygnały ciągłe mają najczęściej kształt sinusoidalny. Innym rodzajem sygnałów są szumy. 

Elementy systemów pomiarowych 
Mikrofony 

Mikrofony  pomiarowe  przetwarzają  sygnału  akustycznego  na  sygnał  elektryczny. 

Powinny  mieć  płaską  charakterystykę  częstotliwościową  skuteczności  w  wybranym  paśmie, 
dużą  dynamikę,  odporność  na  zmienne  warunki  atmosferyczne.  Te  wymagania  najlepiej 
spełniają  mikrofony  pojemnościowe  i  dlatego  są  powszechnie  stosowane  jako  mikrofony 
pomiarowe.  Ze  względu  na  zminimalizowanie  zaburzenia  pola  wprowadzanego  przez 
mikrofon  wskazane  jest  stosowanie  mikrofonów  możliwie  małych.  Najbardziej  typowym 
mikrofonem  pomiarowym  jest  mikrofon  o  średnicy  ½  cala  (12,7  mm).  W  większości 
mikrofony pomiarowe mają kołową charakterystykę kierunkowości. Mikrofony pomiarowe są 
specjalnie  korygowane  do  pracy  w określonych  warunkach,  tzn.  jeśli  mikrofon  ma  etykietę 
„mikrofonu  pola  swobodnego”,  to  w polu  swobodnym  ma  maksymalnie  płaską 
charakterystykę częstotliwościową skuteczności; odpowiednio „mikrofon pola pogłosowego” 
w polu dyfuzyjnym ma maksymalnie płaską charakterystykę częstotliwościową skuteczności; 
„mikrofon ciśnieniowy” zaś przy pracy ciśnieniowej. Podstawowymi parametrami mikrofonu 
pomiarowego  jest  skuteczność  i charakterystyka  częstotliwościowa.  Skuteczność  mikrofonu 
jest  to  stosunek  napięcia  otrzymanego  na  zaciskach  nieobciążonego  mikrofonu  do  ciśnienia 
akustycznego działającego na membranę. Skuteczność mikrofonu wyrażamy w V/Pa. Poziom 
skuteczności w dB wynosi: 

0

log

20

S

S

S

=

 

gdzie S

0

 jest skutecznością odniesienia = 1 V/Pa 

Charakterystyka  częstotliwościowa  mikrofonu  jest  przebiegiem  skuteczności  w  funkcji 
częstotliwości. Powinna ona być maksymalnie płaska i szeroka. Mikrofony pomiarowe muszą 
być  połączone  ze  wzmacniaczem  mikrofonowym,  wzmacniającym  napięcie  otrzymane 
z mikrofonu i dostarczającymi do mikrofonu stałe napięcie polaryzacji.  

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

28 

Generatory 

Źródła  sygnałów  pomiarowych,  zwane  generatorami  wytwarzają  sygnał  elektryczny, 

którego  częstotliwość,  kształt,  poziom  napięcia  oraz  rodzaj  i  stopień  modulacji  mogą  być 
w określony  sposób  regulowane.  Do  podstawowych  parametrów  generatorów  zaliczamy 
zakres  częstotliwości,  napięcie  wyjściowe  i  impedancję  wyjściową.  Generatory  są 
zaopatrzone  w miernik  napięcia  wyjściowego  na  obciążeniu  generatora.  Ważną  funkcją 
generatora  jest  przestrajanie  częstotliwości  pozwalające  na  mierzenie  charakterystyk 
częstotliwościowych  badanych  obiektów.  W  zależności  od  rodzaju  sygnału  wytwarzanego 
przez generator dzielimy generatory na: 

−

  generatory tonalne, 

−

  generatory szumowe. 

Generatory  współczesne  podobnie  jak  wzmacniacze  mikrofonowe  mogą  być  wykonane 
w postaci  niezależnych  przyrządów  analogowych  lub  cyfrowych  a  także  stanowić  elementy 
kart komputerowych.  
 
Wzmacniacze 

Wzmacniacze pomiarowe umożliwiają pomiar wartości skutecznej napięcia lub poziomu 

ciśnienia  akustycznego.  Posiadają  one  wejścia  mikrofonowe  zasilające  przedwzmacniacze 
mikrofonów  oraz  wejścia  bezpośrednie  do  podłączenia  dowolnych  źródeł  napięcia. 
Wzmacniacze  posiadają  wbudowany  miernik  napięcia  lub  poziomu  ciśnienia  akustycznego 
w dB. Większość wzmacniaczy pomiarowych ma możliwość dołączania zewnętrznych filtrów 
oraz  wyjścia  zapewniającego  współpracę  z  rejestratorami.  Zestaw  wzmacniacza  z  zestawem 
filtrów  stanowi 

jako  całość  analizator  pozwalający 

na  pomiar  charakterystyk 

częstotliwościowych.  Zakres  częstotliwości  wzmacniaczy  pomiarowych  obejmuje  pełne 
pasmo akustyczne.  
 
Filtry 

Filtry  występują  jako  odrębne  elementy,  bądź  stanowią  część  takich  urządzeń  jak 

analizatory,  mierniki  poziomu  dźwięku  lub  generatory.  Największe  zastosowanie 
w pomiarach  i  analizach  akustycznych  mają  filtry  środkowo-przepustowe,  najczęściej 
oktawowe i tercjowe. W przypadku systemów skomputeryzowanych najczęściej stosowane są 
filtry wąskopasmowe oparte na analizie  FFT (Fast Fourier Tansform – Szybka Transformata 
Fouriera). Na  rys.  22  pokazano  charakterystyki  częstotliwościowe  filtrów oktawowych,  a  na 
rys. 23 charakterystyki filtrów tercjowych (1/3 oktawowych). 

 

Rys. 22. Chakterystyki filtrów oktawowych 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

29 

 

Rys. 23. Chrakterystyki filtrów tercjowych  

Komora bezechowa 

Pomiary  wymagające  pola  swobodnego  wykonuje  się  w  komorze  bezechowej, 

pomieszczeniu,  którego  ściany  w  wyniku  specjalnej  konstrukcji  są  doskonale 
dźwiękochłonne.  Najczęściej  na  ścianach  komory  bezechowej  umieszczone  są  kliny 
wypełnione  materiałem  dźwiękochłonnym  o  odpowiednich  wymiarach.  Z  uwagi  na  jak 
najniższą  częstotliwość  dolną  pasma  przenoszenia  komory  jej  wymiary  powinny  być 
odpowiednio duże. Widok komory bezechowej pokazano na rys. 24. 
 

 

Rys. 24. Widok komory bezechowej 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

30 

Kabina audiometryczna 

Kabina 

audiometryczna 

jest 

pomieszczeniem 

przeznaczonym 

do 

badań 

audiometrycznych,  zapewniającym  dobre  warunki  akustyczne  i  niski  poziom  zakłóceń 
i stanowi  podstawowy  element  każdego  gabinetu  audiologicznego  Pomieszczenie 
przeznaczone  na  kabinę  audiometryczną  stanowiące  powinno  być  dobrze  odizolowane  od 
dźwięków  i  drgań  pochodzących  od  pozostałej  części  budynku.  Ściany,  podłoga  oraz  sufit 
powinny  być  wyłożone  materiałem  lub  strukturami  dźwiękochłonnymi  o  dużym 
współczynniku pochłaniania. Właściwie urządzony gabinet audiologiczny składa się z części 
przeznaczonej  na  aparaturę  pomiarową  i  miejsca  dla  osoby  obsługującej  oraz  właściwej 
kabiny dla badanego o parametrach zbliżonych do komory bezechowej. Kabina ta winna być 
wyposażona  w słuchawki,  głośniki  i  mikrofon  do  komunikacji  zwrotnej.  Wymiary 
pomieszczenia  do  badań  audiometrycznych  powinny  zapewnić  możliwość  badania  słuchu 
w swobodnym  polu  akustycznym  bez  użycia  słuchawek.  Wówczas  odległość  głośników  od 
ucha  powinna  wynosić  minimum  1  m.  W  optymalnych  warunkach  poziom  zakłóceń 
w kabinie,  w  której  przebywa  badana  osoba  powinien  wynosić  20–30  dB  [6].  W  ścianie 
kabiny  winno  być  wykonane  okno  dźwiękoszczelne.  Tak  opisane  warunki  dla  gabinetu 
audiometrycznego  stanowią  podstawowe  wymagania  dla  tego  typu  pomieszczeń. 
W przypadkach  szczególnych  (badania  dzieci,  badania  chorych  leżących)  wymagane  jest 
dodatkowe  wyposażenie  specjalistyczne.  W  gabinecie  audiologicznym  powinno  znajdować 
się  także  stanowisko  do  badań  otolaryngologicznych  wyposażone  w  sprzęt  specjalistyczny: 
otoskop, szpatułki  jednorazowe, zestaw wzierników usznych  i  nosowych,  lusterka krtaniowe 
a także komplet stroików. Gabinet audiologiczny musi być ponadto wyposażony w audiometr 
diagnostyczny,  zestaw  testów  do  audiometrii  słownej,  tympanometr  diagnostyczny  a  także 
stanowisko komputerowe. 
 
Pomiary 
Pomiar ciśnienia akustycznego  

Pomiaru  ciśnienia  akustycznego  można  dokonać  w  układzie  pomiarowym  złożonym 

z mikrofonu  pomiarowego  oraz  wzmacniacza  wyposażonego  w  miernik  lub  rejestrator. 
Charakterystyka  częstotliwościowa  całego  układu  pomiarowego  jest  liniowa.  Mikrofon 
pomiarowy musi być uprzednio skalibrowany. Schemat pomiarowy pokazano na rys. 25. 
 
 
 
 

 
 
 
 

 

Rys. 25. Schemat pomiarowy do pomiaru ciśnienia aku

stycznego 

 
Pomiar poziomu dźwięku 

Pomiaru poziom dźwięku dokonuje się w układzie pomiarowym, którego charakterystyka 

częstotliwościowa  jest  tak  skorygowana,  aby  odpowiadała  w  przybliżeniu  uśrednionej, 
nieliniowej  charakterystyce  ucha.  Miernik  poziomu  dźwięku  pozwala  na  obiektywne 
i powtarzalne  pomiary  poziomu  dźwięku  lub  hałasu  wyrażanego  w  dB  z  odpowiednią 
charakterystyką  A,  B,  C  lub  D.  Wysokiej  jakości  mikrofon  przetwarza  zmiany  ciśnienia 
akustycznego  na  sygnał  elektryczny.  Po  wzmocnieniu  jest  on  korygowany  w  filtrze 
korekcyjnym  A,  B,  C  lub  D.  Istnieje  również  możliwość  wyłączenia  filtrów  korekcyjnych, 

 

 
    Miernik lub 
    Rejestrator 

Mikrofon 
pomiarowy 

Wzmacniacz 
pomiarowy 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

31 

wówczas  miernik  przekształca  się  w  miernik  poziomu  ciśnienia  o  charakterystyce  liniowej. 
Schemat miernika poziomu dźwięku pokazano na rys. 26. 
 

 

Rys. 27. Schemat blokowy miernika poziomu dźwięku 

 
Standardowe charakterystyki filtrów korekcyjnych miernika pokazano na rys. 28. 
 

 

 

Rys. 28. Standardowe krzywe korekcji miernika poziomu dźwięku [4] 

 
Pomiar poziomu równoważnego 

Równoważny  (ekwiwalentny)  poziom  dźwięku  (hałasu)  L

eq

  jest  to  taki  poziom  stały 

dźwięku,  który  odpowiada  tej  samej  energii akustycznej, co  poziom  zmienny w  określonym 
przedziale czasu. Poziom równoważny można obliczyć z zależności: 
 

∑

=

=

n

i

L

i

p

eq

i

t

T

L

1

10

/

10

1

log

10

 

 
gdzie: 
 
L

eq

 – równoważny poziom dźwięku (hałasu) w dB (A) 

L

i

  -  poziom dźwięku w dB(A), mierzony w przedziale czasowym t

i

, 

T

p

 -  czas wykonywania pomiaru L

eq

 równy sumie wszystkich odcinków czasowych t

i

. 

 

T

p

 = 

∑

=

n

i

i

t

1

 

Pomiaru  poziomu  równoważnego  można  dokonać  za  pomocą  miernika  poziomu  dźwięku 
i stopera lub specjalnego miernika L

eq 

zliczającego automatycznie poziom równoważny. 

Filtry A, B, C,   
 

 D 

 Miernik  

  W

zmacniacz           

W

zmacniacz

 

Detektor           
RMS 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

32 

Analiza dźwięku  

Aby uzyskać pełną  informację o dźwięku (poznać  jego widmo),  należy w sposób ciągły 

mierzyć amplitudy  lub  wartości  skuteczne  i  częstotliwości tonów  składowych  lub  zawartość 
tonów  składowych  w  określonych  pasmach  częstotliwości.  Proces  ten  nazywamy  analizą 
częstotliwościową 

lub  widmową  dźwięku.  Analizy  dźwięku,  czyli 

wydzielenia 

poszczególnych  jego  składowych  można  dokonać  poprzez  filtrowanie  tj.  przepuszczanie 
przez  filtry  środkowo-przepustowe  o  stałej  szerokości  pasma  (zwykle  o  szerokości  oktawy 
lub tercji). Typowym przykładem analizy dźwięku jest analiza hałasu w pasmach tercjowych. 
Zestaw  pomiarowy  do  takiej  analizy  składa  się  z  mikrofonu,  wzmacniacza  pomiarowego, 
zestawu  filtrów  o  pasmach  tercjowych  i  rejestratora  poziomu.  Do  takiego  pomiaru  można 
również  wykorzystać  miernik  poziomu  dźwięku  z  dołączonymi  zewnętrznymi  filtrami 
oktawowymi  lub  tercjowymi.  Czasami  dla  analizy  dźwięku  o  widmie  zmiennym  w  czasie 
dokonuje  się  uprzednio  rejestracji  dźwięku.  Nowoczesne  analizatory  dźwięku  posługują  się 
najczęściej  metodami  cyfrowej  analizy  dźwięku  za  pomocą  systemów  komputerowych. 
Takim  systemem  może  być  np.  system  CLIO  omówiony  w  następnym  rozdziale.  Systemy 
cyfrowe  dokonują  analizy  dźwięku  w  pasmach  o  bardzo  małej  szerokości  pasma  (analiza 
wąskopasmowa FFT). Przykładowy schemat blokowy analizatora pokazany jest na rys. 29. 

Rys. 29. Schemat analizatora dźwięku z przełączanymi filtrami pasmowymi [4] 

Na  rys.  30  pokazano  przykładowy  wynik  analizy  dźwięku  w  pasmach  oktawowych 

wykonany analizatorem analogowym. 

 

Rys. 30. Przykładowy wynik analizy dźwięku w pasmach oktawowych zmierzony systemem analogowym 

(aparatura firmy Bruel&Kjaer)

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

33 

Przykładowy  wynik  analizy  dźwięku  w  pasmach  oktawowych  zmierzony  systemem 
komputerowym CLIO pokazano na rys. 31. 

ClioWin 7: RTA Spectrum Analyzer

 

Rys. 31. Przykładowy wynik analizy dźwięku w pasmach oktawowych zmierzony systemem CLIO 

(rys. dolny – przebieg czasowy) [11

] 

 
Pomiary charakterystyk częstotliwościowych 
 

−

 

Pomiar charakterystyki częstotliwościowej głośnika 

 

Pomiary głośników przeprowadza się najczęściej w polu swobodnym.  

Klasyczna  metoda  z  wykorzystywaniem  komory  bezechowej  posługuje  się  schematem 
pomiarowym pokazanym na rys. 32. 
 

 

 

 

 

Rys. 32. Schemat blokowy układu do pomiaru charakterystyki częstotliwościowej głośnika 

 
Najczęściej wykonywanym pomiarem jest pomiar charakterystyki przenoszenia tj. zależności 
poziomu  ciśnienia  w  funkcji  częstotliwości.  Głośnik  zasila  się  sygnałem  sinusoidalnym, 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

34 

szumem  szeroko-  lub  wąskopasmowym  o  stałej  wartości  napięcia  lub  prądu,  zmieniając 
automatycznie  częstotliwość  pobudzania  i  mierząc  poziom  ciśnienia.  Otrzymaną 
charakterystykę  zapisuje  się  za  pomocą  rejestratora  graficznego  lub  drukarki.  W  przypadku 
pobudzania  szumem  stosowane  są  filtry  pasmowo  przepustowe  o  szerokości  oktawowej  lub 
tercjowej  i  napięcie  uzyskane  z  mikrofonu,  po  wzmocnieniu  przepuszczane  jest  przez 
odpowiedni  filtr  o  przestrajanej  częstotliwości  środkowej.  Pomiary  charakterystyk 
przenoszenia  można  wykonywać  za  pomocą  przyrządów  analogowych  lub  systemów 
cyfrowych.  Szczegółowe  warunki  pomiarów  głośników  są  zawarte  w  normie  PN-93  
T-04499/05. 
Aby  wyeliminować  konieczność  użycia  komory  bezechowej  stosuje  się  niekiedy  metody 
bramkowania  impulsów  lub  metodę  ciągów  maksymalnych  długości  (MLS  –  Maximum 
Length Sequences).  
 

−

 

Pomiar charakterystyki częstotliwościowej słuchawki 

 

Pomiar  charakterystyki  ciśnienia  wytworzonego  przez  słuchawkę  przeprowadza  się 

z zasady  w  warunkach  obciążenia  słuchawki  sztucznym  uchem  (symulatorem  ucha). 
Słuchawka umieszczona  na sztucznym uchu pobudzana  jest napięciem z generatora o stałym 
poziomie.  Jednocześnie  z  drugiej  strony  sztucznego  ucha  umieszczony  jest  mikrofon 
pomiarowy  umożliwiający  pomiar  ciśnienia  akustycznego  w  odpowiednim  miejscu  ucha 
naturalnego. Słuchawka pobudzana jest sygnałem o częstotliwości zmieniającej się w zakresie 
pasma znamionowego słuchawek bądź w całym zakresie częstotliwości akustycznych.  
 

−

 

Pomiary czasu pogłosu pomieszczeń 

 

Najbardziej klasyczny pomiar czasu pogłosu polega na bezpośrednim pomiarze krzywej 

zaniku  dźwięku  w  pomieszczeniu  po  wyłączeniu  źródła.  Blokowy  schemat  pomiarowy  jest 
taki sam jak na rys. 32, z tym, że komorę bezechową zastępuje badane pomieszczenie. Część 
nadawcza  zestawu  do  pomiaru  czasu  pogłosu  tą  metodą  składa  się  z  generatora  tonu,  tonu 
wibrującego  lub  szumu,  wzmacniacza  mocy  i  głośnika  o  możliwie  wszechkierunkowej 
charakterystyce.  Część  odbiorczą  stanowi  mikrofon  pomiarowy,  wzmacniacz  i  rejestrator 
poziomu. Gdy trzeba określić zależność czasu pogłosu od częstotliwości, wprowadza się filtry 
lub  analizatory  w  części  nadawczej  lub  odbiorczej  zestawu.  Po  uzyskaniu  odpowiedniego 
poziomu  sygnału  (odstęp  od  zakłóceń  co  najmniej  40  dB)  wyłącza  się  generator  i  rejestruje 
zanik  sygnału.  Ponieważ  skala  czasu  jest  logarytmiczna,  część  wykresu  odpowiadająca 
zanikowi  jest  w  przybliżeniu  prostą,  której  kąt jest  proporcjonalny  do  czasu pogłosu.  Z  tego 
nachylenia określa się czas pogłosu jako czas zaniku poziomu o 60 dB. Czasami wyznacza się 
czas wczesnego zaniku EDT (Early Decay time), który jest czasem spadku poziomu o 60 dB 
wyznaczonym  z  nachylenia  prostej  będącej  linearyzacją  przebiegu  od  0  do  -10  dB. 
Szczegółowe warunki pomiarów i opracowywania wyników zawarte są w normie PN-EN ISO 
3382. Sposób wyznaczania czasu pogłosu i EDT wyjaśnia rys. 33. 

Teoretycznie czas pogłosu można wyliczyć z zależności: 

 

)

1

ln(

164

,

0

α

−

−

=

S

V

T

 

 

gdzie: 
 
T jest czasem pogłosu przy spadku o 60 dB, 
V – objętością pomieszczenia w m

3

, 

S – sumą powierzchni ścian i innych powierzchni odbijających w m

2

, 

α

 – średnim współczynnikiem pochłaniania tych powierzchni. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

35 

 
 

 

 

 

Rys. 33. Wyznaczanie czasu pogłosu T i czasu wczesnego zaniku EDT z krzywej zaniku 

 

4.2.2 Pytania sprawdzające 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonywania ćwiczeń. 

1.  Na czym polega specyfika miernictwa akustycznego?*  
2.  Jakie są rodzaje pól akustycznych, w których wykonuje się pomiary?  
3.  Jakimi parametrami opisuje się sygnał akustyczny sinusoidalny?  
4.  Jakie są podstawowe elementy systemów pomiarowych? 
5.  Czym różnią się filtry tercjowe od oktawowych? 
6.  Co to jest poziom dźwięku? 
7.  Czym różni się poziom dźwięku od poziomu ciśnienia akustycznego? 
8.  Co to jest równoważny (ekwiwalentny) poziom dźwięku? 
9.  Na czym polega analiza dźwięku? 
10.  Jakie znasz rodzaje analizy dźwięku?* 
11.  Co to jest charakterystyka częstotliwościowa głośnika? 
12.  Co to jest czas pogłosu pomieszczenia? 
13.  Jak jest zasada pomiaru czasu pogłosu pomieszczenia? 
 

4.2.3 Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1 * 

Zmierz poziom ciśnienia akustycznego dźwięku w pomieszczeniu.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  uruchomić miernik poziomu dźwięku w pomieszczeniu o stałym poziomie zakłóceń, 
2)  wybrać charakterystykę liniową miernika, 
3)  odczytać wynik w dB. 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

36 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

miernik poziomu lub system CLIO, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 2 * 

Zmierz poziom dźwięku w pomieszczeniu.

 

 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  uruchomić miernik poziomu dźwięku w pomieszczeniu o stałym poziomie zakłóceń, 
2)  wybrać charakterystykę A miernika, 
3)  odczytać wynik w dB A. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

miernik poziomu lub system CLIO, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 3 * 

Oblicz  poziom  równoważny  dźwięku  jeżeli  w  czasie  8  godzin  przez  2  godziny  poziom 

wynosił 60 dBA, przez 4 godziny 70 dBA a przez pozostały czas 80 dB A. 
 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiednie wzory, 
2)  wykonać obliczenia, 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

papier formatu A4, flamastry, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

kalkulator, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 4 * 

Wykonaj analizę dźwięku otoczenia w pasmach tercjowych. 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  uruchomić system CLIO w pomieszczeniu o stałym poziomie zakłóceń, 
2)  wybrać funkcję analizy w pasmach tercjowych, 
3)  wykonać analizę, 
4)  wydrukować wynik. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

komputer z zainstalowanym systemem CLIO i drukarką, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

37 

Ćwiczenie 5 * 

Wykonaj analizę dźwięku otoczenia w pasmach o szerokości 1/6 oktawy. 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  uruchomić system CLIO w pomieszczeniu o stałym poziomie zakłóceń, 
2)  wybrać funkcję analizy w pasmach tercjowych, 
3)  wykonać analizę, 
4)  wydrukować wynik. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

komputer z zainstalowanym systemem CLIO i drukarką, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 6 * 

Wykonaj wąskopasmową (FFT) analizę dźwięku otoczenia. 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  uruchomić system CLIO w pomieszczeniu o stałym poziomie zakłóceń, 
2)  wybrać funkcję analizy FFT, 
3)  wykonać analizę, 
4)  wydrukować wynik. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

komputer z zainstalowanym systemem CLIO i drukarką, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

4.2.4 Sprawdzian postępów

 

 

Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  określić podstawowe parametry sygnału akustycznego? 

 

 

2)  obliczyć wartość średnią i skuteczną sygnału znając amplitudę? 

 

 

3)  obliczyć poziom skuteczności mikrofonu? 

 

 

4)  scharakteryzować podstawowe elementy systemów pomiarowych? 

 

 

5)  wykonać pomiar poziomu ciśnienia akustycznego? 

 

 

6)  wykonać pomiar poziomu dźwięku? 

 

 

7)  obliczyć teoretycznie poziom równoważny dźwięku? 

 

 

8)  wykonać wąskopasmową analizę dźwięku? 

 

 

9)  wykonać analizę dźwięku w pasmach tercjowych i 1/6 oktawowych? 

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

38 

4.3. Zagrożenie hałasem i indywidualne środki ochrony słuchu 

 
4.3.1 Materiał nauczania

 

 
Zagrożenie hałasem 

Wraz z rozwojem przemysłu i transportu wzrastają towarzyszące im hałasy, czyli dźwięki 

niepożądane.  Stanowią  one  coraz  to  większe  zagrożenie  dla  zdrowia  i  mogą  powodować 
utratę  słuchu.  Aby  móc  określić  szkodliwość  hałasu  i  skutecznie  go  zwalczać  należy 
uprzednio  wykonać  pomiary  hałasu.  Pomiary  te,  to  głównie  pomiary  jego  poziomu,  widma 
(zawartości częstotliwości) a także jego zmienności w czasie.  
Dopuszczalne wartości hałasu w środowisku pracy podane są w rozporządzeniu Ministerstwa 
Pracy  i  Polityki  Socjalnej  (MPiPS)  z  dnia  29  listopada  2002  r.  w  sprawie  najwyższych 
dopuszczalnych  stężeń  i  natężeń  czynników  szkodliwych  dla  zdrowia  w  środowisku  pracy, 
(Dz. U. nr 217, poz. 1833).  
 

Dopuszczalne wartości hałasu ze względu na ochronę słuchu wynoszą: 

−

 

poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8–godzinnego lub 40–godzinnego czasu pracy 
– 85 dB (A),  

−

 

maksymalny poziom dźwięku (A) – 115 dB, 

−

 

szczytowy poziom dźwięku (C) – 135 dB. 

 
W przypadku, kiedy  nie są spełnione powyższe wymagania,  należy zastosować odpowiednie 
środki  techniczne  (np.  wyciszyć  hałaśliwe  maszyny,  wykonać  odpowiednia  adaptację  sali, 
zastosować  ekrany  akustyczne)  lub  organizacyjne  (np.  skrócić  czas  pracy  na  hałaśliwych 
stanowiskach).  Po  wyczerpaniu  tych  środków,  kiedy  w  dalszym  ciągu  występuje 
przekroczenie  choćby  jednej  z  trzech  wyżej  wymienionych  wartości  wielkości 
charakteryzujących hałas, pracownicy muszą stosować ochronniki słuchu.  

Rozporządzenie  Ministra  Gospodarki  i  Pracy  z  dnia  5  sierpnia  2005  r.,  wdrażające 

postanowienia  Dyrektywy  Hałasowej  2003/10/WE,  wprowadza  dolne  wartości  progu 
działania hałasu:  

−

 

poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8–godzinnego lub 40–godzinnego czasu pracy 
– 80 dB (A),  

−

 

szczytowy poziom dźwięku (C) – 135 dB (taka sama wartość  jak w przypadku wartości 
dopuszczalnej). 

 

W przypadku przekroczenia którejkolwiek z dwóch wyżej wymienionych wartości progu 

działania, pracodawca ma obowiązek dostarczyć pracownikowi ochronniki słuchu, które będą 
prawidłowo zabezpieczały jego organ słuchu przed skutkami oddziaływania hałasu. 
 
Zasady doboru i stosowania ochronników słuchu 

Indywidualne  środki  ochrony  słuchu  są  najprostszym  i  najszybszym  sposobem  ochrony 

narządu  słuchu  przed  skutkami  oddziaływania  hałasu.  Zasady  ich  stosowania  zawarte  są 
w normie PN-EN 458: 2006 Ochronniki słuchu – Zalecenia dotyczące doboru, użytkowania, 
konserwacji codziennej i okresowej – Dokument przewodni. 
Do obrotu  na  obszarze  Unii  Europejskiej  mogą  być  wprowadzane  tylko  takie  indywidualne 
środki  ochrony  słuchu,  które  spełniają  wymagania  określone  w  normach  serii  EN  352 
Ochronniki słuchu. 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

39 

Rodzaje ochronników słuchu 

Ochronniki słuchu dzielą się na: 

−

 

nauszniki przeciwhałasowe, 

−

 

wkładki przeciwhałasowe. 

 
Nauszniki  składają  się  z  dwóch  czasz  tłumiących,  które  obejmują  małżowiny  uszne 
i przylegają  do  głowy  miękkimi  poduszkami  wypełnionymi  zwykle  pianką  ze  sztucznego 
tworzywa  lub  cieczą.  Czasze  tłumiące są  zazwyczaj wypełnione  materiałem pochłaniającym 
dźwięk i połączone sprężyną dociskową. Przykład nauszników przeciwhałasowych pokazano 
na rys. 34. 
 
Wkładki  przeciwhałasowe  są  to  ochronniki  słuchu  przeznaczone  do  szczelnego  zamknięcia 
zewnętrznego przewodu słuchowego.  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys. 34. Przykład nauszników przeciwhałasowych [5] 

 

Wkładki dzielimy na: 

−

  jednorazowego użytku, 

−

  wielokrotnego użytku. 

 

Wkładki  wielokrotnego  użytku  mogą  być  dostarczane  z  łączącym  je  sznureczkiem  lub 
sprężyną  dociskową.  Wkładki  przeciwhałasowe  mogą  być  kształtowane  przez  producenta 
(rys.  35a),  kształtowane  przez  użytkownika  (rys.  35c),  lub  formowane  indywidualnie  dla 
każdego  użytkownika  (rys.  35b),  z  uwzględnieniem  specyfiki  budowy  jego  przewodu 
słuchowego. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

40 

c) 
 
 

a) 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b) 

 

Rys. 35. Wkładki przeciwhałasowe: a) kształtowane przez producenta, b) formowane indywidualne dla 

użytkownika, c) kształtowane przez użytkownika [5] 

 
Wkładki  przeciwhałasowe  kształtowane  przez  producenta  są  zazwyczaj  wykonane 
z materiałów  miękkich:  np.  waty,  silikonu,  gumy,  tworzyw  sztucznych.  Wkładki 
przeciwhałasowe kształtowane przez użytkownika są wykonane z materiałów ściśliwych, np. 
będących kompozycją wosków i waty bawełniano-wiskozowej. 
Użytkownik kształtuje wkładki przed włożeniem ich do zewnętrznego przewodu słuchowego. 
Po  umieszczeniu  wkładek  w  przewodach  słuchowych  ulegają  one  rozszerzeniu  szczelnie  je 
wypełniając. 
Wkładki  przeciwhałasowe  formowane  indywidualnie  dla  użytkownika  są  wykonane 
z tworzyw  sztucznych,  a  ich  kształty  odpowiadają  kształtom  zewnętrznych  przewodów 
słuchowych użytkownika.  
Niezależne  i  nahełmowe  nauszniki  przeciwhałasowe  mogą  być  wyposażone  w  układy 
elektroniczne. Nauszniki z układami elektronicznymi dzielą się na trzy grupy:  

−

 

z aktywną redukcją hałasu (rys. 36a), 

−

 

z regulowanym tłumieniem (rys. 36b), 

−

 

z łącznością przewodową i bezprzewodową. 

 
Układy  elektroniczne  aktywnej  redukcji  hałasu  umożliwiają  podwyższenie  skuteczności 
ochronników w zakresie  niskich częstotliwości (od 50 Hz do 500 Hz), o średnio kilkanaście 
dB,  w  stosunku  do  skuteczności  przeciętnych  klasycznych  nauszników  przeciwhałasowych. 
Rolą  układu  elektronicznego  jest  wprowadzenie  pod  czaszę  nausznika  sygnału 
kompensującego hałas niskoczęstotliwościowy.  
Zadaniem  układu  elektronicznego  nauszników  przeciwhałasowych  z  regulowanym 
tłumieniem  jest  wzmacnianie  dźwięków  o  niskich  poziomach  i  odtwarzanie  ich  pod  czaszą 
nausznika,  co  w efekcie  prowadzi  do  uzyskania  charakterystyki  tłumienia  dźwięku  rosnącej 
wraz  ze  wzrostem  poziomu  dźwięku  A  hałasu  w  otoczeniu.  Tak  ukształtowana 
charakterystyka  tłumienia  dźwięku  nausznika  poprawia  zrozumiałość  mowy  i  percepcję 
dźwiękowych sygnałów ostrzegawczych. Optymalnymi warunkami akustycznymi stosowania 
nauszników z regulowanym tłumieniem są hałasy o dużej dynamice poziomów dźwięku (A). 
W  takich  warunkach  użytkownik  ochronnika  słuchu  będzie  dobrze  odbierał  wszelkie 
informacje dźwiękowe w okresach „cichych” i jednocześnie jego narząd słuchu będzie dobrze 
zabezpieczony  przed  skutkami  oddziaływania  hałasu  o  wysokich  poziomach.  Nauszniki 
przeciwhałasowe wyposażone w układy elektroniczne do komunikacji słownej  są stosowane 
w środowisku pracy przez pracowników, którzy poza ochronną narządu słuchu przed hałasem 
musza  mieć  zapewniona  komunikację  słowną.  Specyficznym  rozwiązaniem  nauszników 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

41 

przeciwhałasowych  z  łącznością  są  nauszniki  z  radiem  lub  z  układem  elektronicznym 
umożliwiającym bezpośrednie podłączenie telefonu komórkowego. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

a)             

b) 

 
 
 
 
 

Rys. 36. Nauszniki:  a) z aktywną redukcja hałasu b) z regulowanym tłumieniem [5] 

 
Zasady użytkowania ochronników słuchu 

Prawidłowy  dobór  ochronników  słuchu  nie  jest  jedynym  wystarczającym  warunkiem 

zapewnienia  pracownikowi  prawidłowej  ochrony  jego  narządu  słuchu  przed  negatywnymi 
skutkami  oddziaływania  hałasu.  Dodatkowym,  niezbędnym  warunkiem  jest  prawidłowe  ich 
użytkowanie.  Pracownicy  stosujący  indywidualne  ochrony  słuchu  powinni  być  przeszkoleni 
w zakresie prawidłowego ich stosowania.  
W  przypadku  stosowania  wkładek  przeciwhałasowych,  niezwykle  istotny  jest  prawidłowy, 
zgodny z  instrukcją  producenta,  sposób wkładania  ich  do  przewodu  słuchowego.  Na  rys.  37 
pokazano zalecany sposób wkładania wkładek do przewodu słuchowego. 
 

 

Rys. 37. Zalecany sposób zakładania wkładek przeciwhałasowych [5] 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

42 

W  przypadku  wyboru  wkładek  jednorazowego  użytku  niezbędne  jest  przestrzeganie  zasady 
jednorazowego  ich  stosowania  i  zaleca  się  nie  limitowaną  ich  dostępność  dla  pracowników. 
Niezależnie od tego, jaki  był  czas używania wkładki po wyjęciu  jej z przewodu słuchowego 
nie należy jej już drugi raz stosować.  
 

4.3.2. Pytania sprawdzające 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jaka jest definicja hałasu?  
2.  Jaki  jest  dopuszczalny  poziom  ekspozycji  na  hałas  odniesiony  do  8-godzinnego  czasu 

pracy zgodnie rozporządzeniem MPiPS? 

3.  Jaki  jest  dopuszczalny  maksymalny  poziom  dźwięku  (A)  zgodnie  rozporządzeniem 

MPiPS? 

4.  Jaki jest dopuszczalny szczytowy poziom dźwięku (C) zgodnie rozporządzeniem MPiPS? 
5.  Jaki  jest  najprostszy  sposób  ochrony  narządu  słuchu  przed  skutkami  oddziaływania 

hałasu? 

6.  Przy  jakiej  wartości  maksymalnego  poziomu  dźwięku  (C)  należy  bezwzględnie 

zastosować ochronniki słuchu?  

7.  Jakie znasz rodzaje indywidualnych ochronników słuchu?  
8.  Wymień rodzaje wkładek przeciwhałasowych?  
9.  Wymień rodzaje nauszników przeciwhałasowych z układami elektronicznymi? 
10.  Z  jakich  materiałów  wykonywane  są  zazwyczaj  wkładki  przeciwhałasowe  kształtowane 

przez producenta?  

11.  Jaki  jest  cel  stosowania  elektronicznych  układów  z  regulowanym  tłumieniem 

w nausznikach przeciwhałasowych? 

12.  Jaki  jest  cel  stosowania  układów  aktywnej  redukcji  hałasu  w  nausznikach 

przeciwhałasowych? 

 

4.3.3. Ćwiczenia 

 

Ćwiczenie 1 

Dopuszczalny  równoważny  poziom  dźwięku  dla  8  godzin  pracy  wynosi  85  dB  (A). 

Oblicz jaki może być równoważny poziom dźwięku (A) dla 4 godzin pracy.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni wzór, 
2)  wykonać obliczenie. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusze papieru formatu A4, 

−

 

arkusz do ćwiczenia, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 2 

Zademonstruj zalecany sposób zakładania wkładek przeciwhałasowych. 

 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiedni rysunek, 
2)  przeprowadzić demonstrację. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

43 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

wkładki douszne kształtowane przez użytkownika, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 3 

Poziom ekspozycji na hałas dla 8 godzin pracy wynosi 75 dB (A), ale poziom szczytowy 

mierzony przy charakterystyce C przekroczył dwukrotnie 135 dB (C). Co należy zrobić? 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiednie zalecenia, 
2)  porównać wyniki pomiarów z dopuszczalnymi poziomami, 
3)  zdecydować o ewentualnym zastosowaniu środka ochrony słuchu. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 4 

Poziom  ekspozycji  na  hałas  dla  8  godzin  pracy  wynosi  80  dB  (A),  ale  jego  poziom 

maksymalny osiągnął 117 dB (A). Co należy zrobić? 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiednie zalecenia, 
2)  porównać wyniki pomiarów z dopuszczalnymi poziomami, 
3)  zdecydować o ewentualnym zastosowaniu środka ochrony słuchu. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 5 * 

Poziom  poziom  ekspozycji  na  hałas  dla  8  godzin  pracy  wynosi  85  dB  (A),  szczytowy 

poziom  dźwięku  135  dB  (C),  a  maksymalny  osiągnął  115  dB  (A).  Podejmij  decyzję,  co  do 
zastosowania środka ochrony przeciwhałasowej. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  odszukać odpowiednie zalecenia, 
2)  porównać wyniki pomiarów z dopuszczalnymi poziomami, 
3)  zdecydować o ewentualnym zastosowaniu środka ochrony słuchu. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

44 

4.3.4. Sprawdzian postępów 

 

Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  odróżnić  wkładkę  formowaną  indywidualne  dla  użytkownika  od 

wkładki kształtowanej przez użytkownika? 

 

 

2)  rozróżnić  nauszniki  z  aktywną  redukcja  hałasu  od  nauszników 

z regulowanym tłumieniem? 

 

 

3)  znając różne wartości poziomu ekspozycji na hałas dla 8 godzin pracy, 

szczytowego  poziomu  dźwięku  przy  charakterystyce  C  oraz  poziomu 
maksymalnego  przy  charakterystyce  A,  podjąć  odpowiednia  decyzję 
co 

do 

zastosowania 

indywidualnych 

środków 

ochrony 

przeciwhałasowej? 

 

 

4)  zademonstrować założenie odpowiedniej wkładki przeciwhałasowej? 

 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

45 

4.4 Komputerowy system do pomiarów i analiz dźwięku  

4.4.1. Materiał nauczania

 

Pomiary  opisane  w  rozdziale  4.3  mogą  być  zrealizowane  za  pomocą  systemów 

komputerowych  posługujących  się  wyspecjalizowanymi  kartami  dźwiękowymi,  bądź 
standardowymi  kartami  dźwiękowymi  umieszczonymi  w  komputerach.  Takim  systemem 
pozwalającym  na  wszechstronne  pomiary  elektryczne  i  akustyczne  za  pomocą  jednego 
systemu jest system CLIO firmy Audiomatica (www.audiomatica.com). 

Opis systemu CLIO 

−

 

Sprzęt 

System pomiarowy CLIO składa się z części sprzętowej złożonej z: 

−

  18 bitowej dźwiękowej karty pomiarowej umieszczonej w komputerze klasy PC, 

−

  mikrofonów pomiarowych, 

−

  przedwzmacniacza mikrofonowego, 

−

  interfejsu SC-01 z zasilaczem. 

Połączenia między karta pomiarową a urządzeniem doprowadzającym sygnał pokazane są na 
rys. 38. 

Clio Measurement System

 

Rys. 38. Podstawowy sprzęt wchodzący w skład systemu pomiarowego CLIO i jego połączenia [9] 

−

 

Oprogramowanie 

Oprogramowanie systemu CLIOwin 7. 

Minimalne wymagania sprzętowe i oprogramowania: 

−

 

Procesor PentiumII, 

−

 

1 wolny slot PCI, 

−

 

1 wolny port RS 232, 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

46 

−

 

64 MB RAM, 

−

 

karta graficzna 1024x768, 256 kolorów, 

−

 

system Microsoft Windows 98, ME, 2000 lub XP, 

−

 

karta graficzna 1024x768, 

−

 

Acrobat Reader 4. 

 

System  pozwala  na  wykonywanie  licznych  pomiarów  elektrycznych,  elektronicznych, 
i akustycznych.  W  zakresie  pomiarów  akustycznych  m.in.  pomiarów  hałasu,  pomiarów 
przetworników elektroakustycznych i właściwości akustycznych wnętrz.  
System pozwala m.in. na wykonywanie następujących pomiarów akustycznych: 

−

 

pomiar poziomu ciśnienia akustycznego (dB SPL), 

−

 

pomiar poziomu dźwięku (dB (A), dB (C), 

−

 

pomiar poziomu równoważnego hałasu (L

eq

), 

−

 

analizę dźwięku w pasmach tercjowych i oktawowych, 

−

 

wąskopasmową analizę dźwięku (FFT), 

−

 

pomiary charakterystyk głośników, 

−

 

pomiary charakterystyk mikrofonów, 

−

 

pomiary charakterystyk słuchawek, 

−

 

pomiary właściwości akustycznych wnętrz. 

 
Przed  wykonywaniem  wszelkich  pomiarów  należy  skalibrować  system.  Pomiary  wykonuje 
się  konfigurując  odpowiednio  połączenia  między  interfejsem  SC–01  a  urządzeniami 
badanymi  a  następnie  odpowiednie  ustawienie  warunków  pomiaru.  Wybór  odpowiedniego 
pomiaru i warunków pomiarowych dokonuje się za pomocą dedykowanych pasków narzędzi 
i okien dialogowych programu CLIOwin 7. 
Do  pomiaru  poziomu  ciśnienia  akustycznego  i  poziomu  dźwięku  wykorzystuje  się  panel 
sterujący  multimetru  podobnie  jak  do  pomiarów  elektrycznych  i  pomiarów  zniekształceń. 
Widok okna multimetru pokazano na rys. 39. 

 

 
Rys.  39.  Widok  okna  pomiarowego  do  pomiaru  parametrów  sygnału  akustycznego  [11]  Przykład  pomiaru 
poziomu równoważnego pokazany jest na rys. 40. 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

47 

 

Rys. 40. Przykładowe wyniki pomiaru dźwięku równoważnego (Leq) wykonane za pomocą systemu CLIO [11] 
 

 

Rys. 41. Przykładowe wyniki analizy dźwięku w pasmach tercjowych wykonane systemem CLIO [11] 

 

Przykładowe  wyniki  analizy  dźwięku w pasmach tercjowych pokazano  na  rys.  41,  a typową 
wąskopasmową analizę dźwięku (FFT) pokazano na rys. 42.  

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

48 

 

Rys. 42. Wąskopasmowa analiza dźwięku (FFT) i wizualizacja przebiegu czasowego [11] 

 

Typowy schemat pomiarowy do badania głośników za pomocą systemu CLIO pokazuje rys. 43.  

 

 

Rys. 43. Schemat połączeń systemu pomiarowego przy pomiarze głośników [9] 

 

Na rys. 44 pokazano przykładowe charakterystyki częstotliwościowej głośnika zmierzone  za 
pomocą tego systemu. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

49 

 

Rys. 44. Przykładowa charakterystyka częstotliwościowa głośnika [11]

. 

 

Przykładowe wyniki pomiarów właściwości akustycznych wnętrz pokazuje rys.45. 

 

Rys. 45. Pomiary właściwości akustycznych wnętrz [11

] 

Dane techniczne systemu CLIO 
 
Generator 

−

 

dwukanałowy 18 bitowy przetwornik c/a sigma-delta 

−

 

zakres częstotliwości 1 Hz – 22 kHz, 

−

 

dokładność częstotliwości > 0,01 %, 

−

 

rozdzielczość 0,01 Hz, 

−

 

impedancja wyjściowa  150 Ω, 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

50 

−

 

maksymalny poziom wy 12 dBu (3,1 V RMS), 

−

 

tłumienie regulowane co 0,1 dB, 

−

 

zniekształcenia THD +N  0,01 %. 

 
Analizator 

−

 

dwukanałowy 18 bitowy przetwornik a/c sigma-delta 

−

 

zakres poziomu we +40 - -40 dBV, 

−

 

impedancja we 64 k Ω. 

 
Częstotliwość próbkowania 48 kHz 
 
Programy komputerowe do obróbki dźwięku 

Do wykonania  odpowiedniej  analizy  lub pomiaru  może być  potrzebna  wstępna  obróbka 

dźwięku,  polegająca  najczęściej  na  operacji  wycięcia,  wklejenia  bądź  zmiany  poziomu 
nagranego  sygnału  dźwiękowego.  Do  tego  celu  służy  wiele  popularnych  programów 
komputerowych jak np. program Audition firmy Adobe (dawniej Cool Edit f-my Syntrillium) 
zapewniający wszechstronna obróbkę i montaż dźwięku [13].  
 

4.4.2. Pytania sprawdzające 
 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Z jakich elementów składa się system pomiarowy CLIO? 
2.  Jakie oprogramowanie steruje pomiarami w systemie CLIO? 
3.  Jakie są minimalne wymagania sprzętowe i oprogramowania dla zainstalowania systemu 

CLIO? 

4.  Jakie pomiary akustyczne można wykonywać za pomocą systemu CLIO? 
5.  Jakie analizy widmowe można wykonywać za pomocą systemu CLIO?* 
6.  Jakie parametry techniczne ma generator systemu CLIO? 
7.  Jakie parametry techniczne ma analizator systemu CLIO? 
8.  Jakie są zalety stosowania cyfrowych systemów pomiarowych?* 
9.  Jakie  są  podstawowe  parametry  systemu  cyfrowego  decydujące  o  paśmie  przenoszenia 

i dynamice (zakresie poziomów) badanego dźwięku?* 

 

4.4.3. Ćwiczenia 

 
Ćwiczenie 1 * 

Uruchom system CLIO. Wykonaj kalibrację i walidację systemu.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  połączyć interfejs SC-01 z kartą CLIO i komputerem, 
2)  włączyć komputer,  
3)  uruchomić program CLIOwin 7, 
4)  przeprowadzić kalibrację systemu, 
5)  przeprowadzić walidację kalibracji. 
 
 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

51 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

zainstalowany w komputerze system CLIO z oprogramowaniem CLIOwin 7, 

−

 

interfejs SC-01, 

−

 

kable łączące, 

−

 

podręcznik obsługi systemu CLIO, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 2 * 
 

Zademonstruj  działanie  modułu  generatora  systemu  CLIO.  Zademonstuj  możliwości 

wykorzystania różnych sygnałów pobudzających.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  połączyć interfejs SC-01 z kartą CLIO i komputerem, 
2)  połączyć kablami mikrofon i głośnik z interfejsem SC-01, 
3)  włączyć komputer,  
4)  uruchomić program CLIOwin 7, 
5)  uruchomić moduł generatora, 
6)  zademonstrować  możliwości  generatora  w  sposób  wizualny  przy  jednoczesnym 

odsłuchu. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

zainstalowany w komputerze system CLIO z oprogramowaniem CLIOwin 7, 

−

 

mikrofon pomiarowy typu MIC-01, 

−

 

głośnik, 

−

 

zestaw kabli łączących, 

−

 

podręcznik obsługi systemu CLIO (Pomiary elektryczne i akustyczne), 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

Ćwiczenie 3 * 
 

Zademonstruj  działanie  modułu  multimetru  systemu  CLIO.  Zademonstuj  wykonanie 

pomiaru SPL i poziomu dźwięku.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  połączyć interfejs SC-01 z kartą CLIO i komputerem, 
2)  połączyć kablami mikrofon i głośnik z interfejsem SC-01, 
3)  włączyć komputer,  
4)  uruchomić program CLIOwin 7, 
5)  uruchomić moduł multimetru, 
6)  zademonstrować możliwości multimetru w zakresie pomiaru napięcia, poziomu ciśnienia 

i poziomu dźwięku przy różnych charakterystykach. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

zainstalowany w komputerze system CLIO z oprogramowaniem CLIOwin 7, 

−

 

mikrofon pomiarowy typu MIC-01, 

−

 

głośnik, 

−

 

zestaw kabli łączących, 

−

 

podręcznik obsługi systemu CLIO (Pomiary elektryczne i akustyczne), 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

52 

Ćwiczenie 4 * 
 

Zademonstruj  działanie  modułu  analizatora  systemu  CLIO.  Zademonstuj  wykonanie 

analizy  wąskopasmowej  (FFT)  oraz  analizy  w  pasmach  tercjowych  i  1/6  oktawowych  na 
przykładowych sygnałach wygenerowanych za pomocą modułu generatora.

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  połączyć interfejs SC-01 z kartą CLIO i komputerem, 
2)  połączyć kablami mikrofon i głośnik z interfejsem SC-01, 
3)  włączyć komputer, 
4)  uruchomić program CLIOwin 7, 
5)  uruchomić moduł analizatora, 
6)  zademonstrować  możliwości  analizatora w zakresie  wykonania  analizy  wąskopasmowej 

(FFT)  oraz  analizy  w  pasmach  tercjowych  i  1/6  oktawowych  na  przykładowych 
sygnałach wygenerowanych za pomocą modułu generatora. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

zainstalowany w komputerze system CLIO z oprogramowaniem CLIOwin 7, 

−

 

mikrofon pomiarowy typu MIC-01, 

−

 

głośnik, 

−

 

zestaw kabli łączących, 

−

 

podręcznik obsługi systemu CLIO (Pomiary elektryczne i akustyczne), 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 
Ćwiczenie 5 * 

Zademonstuj  działanie  modułu  analizatora  systemu  CLIO  w  zakresie  pomiaru  poziomu 

równoważnego L

eq

 za określony czas trwania. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  połączyć interfejs SC-01 z kartą CLIO i komputerem, 
2)  połączyć kablami mikrofon i głośnik z interfejsem SC-01, 
3)  włączyć komputer,  
4)  uruchomić program CLIOwin 7, 
5)  uruchomić moduł analizatora i wybrać okno L

eq

, 

6)  zademonstrować  możliwości  analizatora  w  zakresie  wykonania  pomiarów  poziomu 

równoważnego  przy  wybranej  charakterystyce  korekcji  dla  dźwięków  wygenerowanych 
przez głośnik i naturalnych dźwięków otoczenia. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

zainstalowany w komputerze system CLIO z oprogramowaniem CLIOwin 7, 

−

 

mikrofon pomiarowy typu MIC-01, 

−

 

głośnik, 

−

 

zestaw kabli łączących, 

−

 

podręcznik obsługi systemu CLIO, 

−

 

poradnik dla ucznia. 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

53 

4.4.4. Sprawdzian postępów 

 

Czy potrafisz: 
 

Tak 

Nie 

1)  scharakteryzować system pomiarowy CLIO? 

 

 

2)  wymienić podstawowe funkcje pomiarowe systemu CLIO? 

 

 

3)  zainstalować system pomiarowy CLIO? 

 

 

4)  uruchomić system CLIO i wykonać jego kalibrację? 

 

 

5)  wykonać walidację kalibracji systemu CLIO? 

 

 

6)  zademonstrować  działanie  i  funkcje  modułu  generatora  systemu 

CLIO? 

 

 

7)  zademonstrować  działanie  i  funkcje  modułu  multimetru  systemu 

CLIO? 

 

 

8)  zademonstrować  działanie  i  funkcje  modułu  analizatora  systemu 

CLIO? 

 

 

9)  zademonstrować działanie i funkcje modułu analizatora systemu CLIO 

w zakresie pomiaru poziomu równoważnego? 

 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

54 

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

 

 
INSTRUKCJA DLA UCZNIA 

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję. 
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 
4.  Test zawiera 20 zadań. Każde zadanie ma cztery odpowiedzi. Tylko jedna odpowiedź jest 

prawidłowa. 

5.  Wybraną odpowiedź zaznacz na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej 

rubryce krzyżyk. 

6.  W przypadku pomyłki zakreśl błędną odpowiedź kółkiem, a następnie zakreśl odpowiedź 

prawidłową. 

7.  Na rozwiązanie testu masz 45 min. 

Powodzenia!

 

 
 

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 

 
1.  Fala akustyczna rozchodzi się z prędkością 

a)  340 km/h. 
b)  1200 m/s. 
c)  340 m/s. 
d)  300 000 km/h. 

 
2.  Poziom ciśnienia przy dwukrotnym wzroście ciśnienia wzrośnie o 

a)  3 dB. 
b)  6 dB. 
c)  2 dB. 
d)  10 dB. 

 
3.  Przy  jednoczesnym  działaniu  dwóch  jednakowych  źródeł  dźwięku  poziom  natężenia  

wzrośnie w stosunku do jednego źródła o 

 

a)  10 dB. 
b)  6 dB. 
c)  3 dB. 
d)  1 dB. 

 
4.  W całym zakresie częstotliwości akustycznych mieści się 

a)

 

6 pasm oktawowych. 

b)  3 pasma oktawowe. 
c)  33 pasma oktawowe. 
d)  przeszło 10 pasm oktawowych. 

 
5.  Poziom progowy słyszenia wynosi 

a)  1000 hPa. 
b)  1 atm. 
c)  20 μPa. 
d)  3 dB. 

 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

55 

6.  Wartość skuteczna to 

a)  1/2 wartości maksymalnej. 

b) 

2

/

1

 wartości maksymalnej. 

c)  1/4 wartości minimalnej. 

d) 

2

/

1

 wartości średniej. 

 
7.  Najczęściej stosowane w pomiarach akustycznych filtry to 

a)  filtry FFT. 
b)  filtry tercjowe i oktawowe. 
c)  filtry antyaliasingowe. 
d)  filtry dolnoprzepustowe. 
 

8.  Schemat przedstawiony na rysunku poniżej przedstawia 

 

a)  układ do pomiaru mikrofonów. 
b)  układ do pomiaru głośników. 
c)  schemat połączeń systemu CLIO. 
d)  ogólny schemat działania głośnika. 

 
9.  Czas pogłosu to 

a)  czas, w ciągu którego poziom ciśnienia dźwięku spada o 60 dB. 
b)  czas, w ciągu którego poziom ciśnienia dźwięku spada o 60 dB (A). 
c)  czas, w ciągu którego poziom ciśnienia dźwięku spada o 60 dB (C). 
d)  czas, w ciągu którego poziom ciśnienia dźwięku rośnie o 60 dB. 

 
10.  Analiza częstotliwościowa dźwięku służy do 

a)  poznania jego składowych częstotliwościowych. 
b)  poznania jego składowych fazowych. 
c)  poznania jego składowych amplitudowych. 
d)  poznania jego rozkładu przestrzennego. 

 
11.  Maksymalny dopuszczalny poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8–godzinnego lub 

40–godzinnego czasu pracy wynosi 
a)  85 dB. 
b)  115 dB (A). 
c)  135 dB (C). 
d)  85 dB (A). 

 
12.  Najszybszym  i  najprostszym  sposobem  ochrony  narządu  słuchu  przed  skutkami 

oddziaływania hałasu jest 
a)  skrócenie czasu pracy na hałaśliwych stanowiskach. 
b)  zastosowanie odpowiedniej adaptacji akustycznej wnętrza. 
c)  wytłumienie wnętrza. 
d)  zastosowanie indywidualnego środka ochrony słuchu. 

 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

56 

13.  Ochronniki słuchu należy zastosować, jeżeli maksymalny poziom dźwięku wynosi 

a)  86 dB. 
b)  86 dB (A). 
c)  86 dB (B). 
d)  86 dB (C). 

 
14.  Układ elektronicznej regulacji tłumienia w nausznikach przeciwhałasowych powoduje 

a)  tłumienie dźwięków o niskich poziomach. 
b)  wzmacnianie dźwięków o wysokich poziomach. 
c)  wzmacnianie dźwięków o niskich poziomach. 
d)  wzmacnianie dźwięków o wysokich poziomach. 

 
15.  Wkładki przeciwhałasowe kształtowane przez producenta są wykonane z 

a)  waty, silikonu, gumy, tworzyw sztucznych. 
b)  płótna, silikonu, gumy, tworzyw sztucznych. 
c)  waty, poliuretanu, gumy, tworzyw sztucznych. 
d)  waty, silikonu, lub tworzyw sztucznych. 

 
16.  System pomiarowy CLIO służy do 

a)  pomiarów elektrycznych i akustycznych. 
b)  pomiarów ochronników słuchu. 
c)  pomiarów akustycznych i miksowania dźwięku. 
d)  pomiarów hałasów i wkładek dousznych. 

 
17.  Rysunek poniżej przedstawia 
 

 

 

a)  wyniki analizy FFT dźwięku i przebieg czasowy zmierzony systemem CLIO. 
b)  wyniki analizy w pasmowej dźwięku i przebieg czasowy zmierzony systemem CLIO. 
c)  wyniki analizy L

eq

 dźwięku i przebieg czasowy zmierzony systemem CLIO. 

d)  wyniki  analizy  w  pasmowej  dźwięku  i  wynik  analizy  FFT  zmierzony  systemem 
CLIO. 

 
 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

57 

18.  Rysunek poniżej przedstawia 

 

 

a)  schemat pomiarowy do pomiaru wzmacniaczy za pomocą systemu CLIO. 
b)  schemat pomiarowy do pomiaru słuchawek za pomocą systemu CLIO. 
c)  schemat pomiarowy do pomiaru głośników za pomocą systemu CLIO. 
d)  schemat pomiarowy do pomiaru zwrotnic głośnikowych za pomocą systemu CLIO. 

 
19.  Rysunek poniżej przedstawia 

a)  wyniki analizy FFT dźwięku i przebieg czasowy wykonane systemem CLIO. 
b)  wyniki analizy oktawowej dźwięku i przebieg czasowy wykonane systemem CLIO. 
c)  wyniki analizy FFT dźwięku i analizy tercjowej wykonane systemem CLIO. 
d)  wyniki analizy tercjowej dźwięku i przebieg czasowy wykonane systemem CLIO. 

 
20.  Podstawowe  parametry  systemu  cyfrowego  decydujące  o  paśmie  przenoszenia 

i dynamice badanego dźwięku to 
a)  częstotliwość próbkowania i pasmo częstotliwości. 
b)  zniekształcenia i pasmo częstotliwości. 
c)  częstotliwość próbkowania i rozdzielczość bitowa. 
d)  rozdzielczość bitowa i pasmo częstotliwości. 

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

58 

KARTA ODPOWIEDZI 

 

Imię i nazwisko ............................................................................................................................ 
 

Wykonywanie pomiarów i analiz dźwięku 

 
 
Zakreśl poprawną odpowiedź. 
 
 

Nr 

zadania 

Odpowiedź 

Punkty 

1 

a 

b 

c 

d 

 

2 

a 

b 

c 

d 

 

3 

a 

b 

c 

d 

 

4 

a 

b 

c 

d 

 

5 

a 

b 

c 

d 

 

6 

a 

b 

c 

d 

 

7 

a 

b 

c 

d 

 

8 

a 

b 

c 

d 

 

9 

a 

b 

c 

d 

 

10 

a 

b 

c 

d 

 

11 

a 

b 

c 

d 

 

12 

a 

b 

c 

d 

 

13 

a 

b 

c 

d 

 

14 

a 

b 

c 

d 

 

15 

a 

b 

c 

d 

 

16 

a 

b 

c 

d 

 

17 

a 

b 

c 

d 

 

18 

a 

b 

c 

d 

 

19 

a 

b 

c 

d 

 

20 

a 

b 

c 

d 

 

Razem:   

 

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

59 

6. LITERATURA 

 
1.  Benson  K.B.,  Audio  Engineering  Handbook,  McGraw-Hill  Book  Company,  New York, 

1988 

2.  Everest F.A., Podręcznik akustyki, Wyd. Sonia Draga, Katowice, 2004 
3.  Kotarbińska.E,  Zasady  użytkowania  ochronników  słuchu  na  hałaśliwych  stanowiskach 

pracy, CIOP, Warszawa 2001 

4.  Latkowski J.B., Poradnik dla protetyków słuchu, Geers, 2002 
5.  Malecki I., Teoria fal i układów akustycznych, PWN 1964 
6.  Żyszkowski Z., Podstawy Elektroakustyki, WNT 1984 
7.  Żyszkowski Z.. Miernictwo Elektroakustyczne , WNT , 1987 
8.  PN-EN  352-1:2005  Ochronniki  słuchu.  Wymagania  ogólne.  Część  1:  Nauszniki 

przeciwhałasowe 

9.  PN-EN  352-2:2005  Ochronniki  słuchu.  Wymagania  ogólne.  Część  2:  Wkładki 

przeciwhałasowe 

10.  CLIO Electrical  &  Acoustical Tests User’s  manual - podręcznik obsługi systemu CLIO, 

Audiomatica 

11.  www.audiomatica.com 
12.  www.cliowin.com/download.htm 
13.  www.adobe.com/products/audition/