(57)【要約】【課題】バックグランドノイズｎ（ｘ）の影響を除去して、超低音圧レベルまでの計測を可能にすること。【解決手段】無響室・無響箱あるいは、容量だけがマイクカートリッジ１２等しいコンデンサのみで構成されたダミーマイクカートリッジにより、無音状態を実現し、平方根演算回路２８の出力Ｐが０となるように、直流補正２４の補正値Ｂを調整し、調整された直流補正値ＢをＥＥＰＲＯＭなどのメモリに記憶する。次に、マイクカートリッジ１２に対象音として信号ｓ（ｘ）を入力し、ｓ（ｘ）とバックグランドノイズｎ（ｘ）との合成信号Ｓ（ｘ）≡ｓ（ｘ）＋ｎ（ｘ）の実効値Ｓeffを実効値演算回路１８で演算し、減算器２０において、実効値Ｓeffと補正値Ｂとの差を演算し、加算器２２において、実効値Ｓeffと補正値Ｂとの和を演算し、両者の演算結果、即ち、両者の積を掛算器２６により求め、この値を信号ｓ（ｘ）に対する計測結果として表示器３２に表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象音を電気信号に変換してその実効値を算出する実効値算出手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象音を無音としたときの実効値を前記実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する演算手段とを備えてなる精密騒音計。
【請求項２】
対象音を電気信号に変換してその自乗実効値を算出する自乗実効値算出手段と、前記自乗実効値算出手段の算出による自乗実効値のうち前記対象音を無音としたときの自乗実効値を前記自乗実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記自乗実効値算出手段の算出による自乗実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの自乗実効値から前記補正値を減算しながら積分する演算手段とを備えてなる精密騒音計。
【請求項３】
請求項１または２に記載の精密騒音計において、前記記憶手段に記憶された補正値を手動または自動で更新する更新手段を備えてなることを特徴とする精密騒音計。
【請求項４】
対象音を電気信号に変換してその実効値を算出し、前記算出した実効値のうち前記対象音を無音としたときの実効値を、バックグラウンドノイズを含む補正値として記憶し、前記算出した実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する騒音計測方法。
【請求項５】
対象音を電気信号に変換してその自乗実効値を算出し、前記算出した自乗実効値のうち前記対象音を無音としたときの自乗実効値を、バックグラウンドノイズを含む補正値として記憶し、前記算出した自乗実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの自乗実効値から前記補正値を減算しながら積分する騒音計測方法。
【請求項６】
測定対象物理量を電気信号に変換してその実効値を算出する実効値算出手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象物理量を無としたときの実効値を前記実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象物理量を対象ノイズとしたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する演算手段とを備えてなる精密センサ。
【請求項７】
測定対象物理量を電気信号に変換してその自乗実効値を算出する自乗実効値算出手段と、前記自乗実効値算出手段の算出による自乗実効値のうち前記対象物理量を無としたときの自乗実効値を前記自乗実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記自乗実効値算出手段の算出による自乗実効値のうち前記対象物理量を対象ノイズとしたときの自乗実効値から前記補正値を減算しながら積分する演算手段とを備えてなる精密センサ。
【請求項８】
請求項６または７に記載の精密センサにおいて、前記記憶手段に記憶された補正値を手動または自動で更新する更新手段を備えてなることを特徴とする精密センサ。
【請求項９】
測定対象物理量を電気信号に変換してその実効値を算出し、前記算出した実効値のうち前記対象物理量を無としたときの実効値を、バックグラウンドノイズを含む補正値として記憶し、前記算出した実効値のうち前記対象物理量を対象ノイズとしたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する、計測方法。
【請求項１０】
測定対象物理量を電気信号に変換してその自乗実効値を算出し、前記算出した自乗実効値のうち前記対象物理量を無としたときの自乗実効値をバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶し、前記算出した自乗実効値のうち前記対象部塵量を対象ノイズとしたときの自乗実効値から前記補正値を減算しながら積分する、計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密測定を可能とするセンサに係り、特に測定対象物理量の測定結果がノイズの影響を受けやすいセンサに関するものである。さらに詳しくは、本発明は、自己雑音補正機能を有する精密騒音計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の騒音計として、例えば、図１２に示すように、マイクロホン１００、プリアンプ１０２、周波数補正回路１０４、帯域フィルタ１０６、実効値検波・動特性回路１０８、ピーク検波回路１１０、対数演算回路１１２、表示器１１４を備えたものが知られている。この騒音計は、測定対象の音をマイクロホン１００で電気信号に変換し、この電気信号をプリアンプ１０２で増幅し、増幅された信号の周波数を補正カーブに従って聴感補正（Ａ−、またはＣ−カーブ）し、補正された信号、またはＳＷ１により補正を省略した直接信号を１／１オクターブまたは１／３オクターブの帯域フィルタ１０６に印加して通過させ、帯域フィルタ１０６の出力信号、またはＳＷ２により補正を省略した、周波数補正回路１０４の直接出力信号、の実効値を実効値検波・動特性回路１０８で求め、また必要に応じて、ピーク値をピーク検波回路１１０で求め、実効値検波・動特性回路１０８とピーク検波回路１１０の出力信号を（表示器の機能に応じて必要なら）対数演算回路１１２で対数圧縮し、対数圧縮された信号を各帯域の計測結果として表示器１１４に表示するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の騒音計では、測定対象の音が小さくなると、マイクロホン１００のマイクカートリッジによる自己雑音や後段に繋がるアンプやフィルタなどの電気回路のバックグラウンドノイズなどのため、実際の信号がマスクされてしまい、正しい値を得ることができない。これを避けるために、マイクカートリッジとして、出力の大きな、つまり、１／２インチあるは１／１インチなどの大口径のマイクカートリッジを用いても、従来の精密騒音計で計測できる騒音レベルはせいぜい２０〜３０ｄＢ−ＳＰＬ程度までであった。
【０００４】
一般に、観測される暗騒音は低音域でレベルが大きく、高音域になるほど小さくなる。これに対して、マイクカートリッジの自己雑音は、熱雑音の一種であって、高音域になるほど単位帯域幅（単位オクターブ）当たりのレベルが大きくなるため、高音域ほど測定対象音がマスクされてしまいがちである。すなわち、従来の精密騒音計では、測定下限が騒音計自体のシステムノイズ、あるいはシステムノイズや測定場所の暗騒音などを含む測定系全体のバックグランドノイズ（ＢＧＮ）などにより上昇しても、このノイズを除去することには配慮されていないので、測定範囲（測定のダイナミックレンジ）はかなり制約を受けることになる。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、バックグランドノイズの影響を除去し、超低音圧レベルまでの計測を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マイクカートリッジの自己雑音や回路を含むシステムノイズがエルゴートプロセス（定常不規則過程）に従う定常雑音（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｎｏｉｓｅ）であることに着目し、これらを予め測定して記憶し、実際の対象音の測定において、入力信号に対して、記憶した情報を基に補正して、その影響を除去するようにしたものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の点を前提として、対象音の測定を行うこととしている。
【０００８】
１）自己雑音ｎ（ｘ）が定常雑音であること。ｎ（ｘ）が定常雑音であれば、その実効値は殆どレベル変化の無い直流となる。このことは、異なる温湿度で無音時の騒音計出力を記録した際に、その変化が僅少であることが確認できる。参考までに図１に１／２インチコンデンサーマイクの出力を、プリアンプを介してレベルレコーダに記録した結果を示す．上段は実験室の暗騒音ｓ（ｘ）：（NC-40程度）、下段はマイクを夜間の無響室（NC−10以下）に置いた時ものでマイクの自己雑音出力ｎ（ｘ）に相当する。後者はほとんど一定であり、マイクの自己雑音は一般に温湿度の影響を受けず、時間変化もほとんどないことが分かる。
【０００９】
２）測定対象音ｓ（ｘ）と自己雑音ｎ（ｘ）が独立であること（直交関数）。測定対象音ｓ（ｘ）と自己雑音ｎ（ｘ）が互いに独立であれば、「直交関数の積の積分はゼロ」という統計的性質を利用することが可能である。すなわち、図１の太線（積分結果）ＳＳに示すように、測定対象音ｓ（ｘ）と自己雑音ｎ（ｘ）との積を積分し結果を積分時間Ｔで除す（１／Ｔ）と、ゼロに漸近する。しかも、異常な環状下の測定でない限り、両者間に相関、或いは何らかの脈絡などは無く、その独立性はほとんど保証されている。
【００１０】
そこで、本発明は、対象音を電気信号に変換してその実効値を算出する実効値算出手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象音を無音としたときの実効値を前記実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する演算手段とを備えてなる精密騒音計を構成することした。
【００１１】
また同様の結果を別手段で得る方法として、本発明は、対象音を電気信号に変換してその自乗実効値を算出する自乗実効値算出手段と、前記自乗実効値算出手段の算出による自乗実効値のうち前記対象音を無音としたときの自乗実効値を前記自乗実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記自乗実効値算出手段の算出による自乗実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの自乗実効値から前記補正値を減算しながら積分する演算手段とを備えてなる精密騒音計を構成したものである。
【００１２】
更に、前記各精密騒音計を構成するに際しては、前記記憶手段に記憶された補正値を手動または自動で更新する更新手段を備えることができる。この手段によれば、測定下限に制限を与えるバックグラウンドノイズについて、マイクの自己雑音や室の暗騒音など、それらの種類を一切問わず、対象音（騒音）が入力する前に、観測する全てのノイズをバックグラウンドノイズとして除去することができる。
【００１３】
具体的には、これらの手段により０ｄＢ−ＳＰＬ、あるいはそれ以下の超低音圧レベルまでの測定が可能であり、一般的には上述のようにマイクの自己雑音が定常雑音であるが故に、測定下限を大幅に拡大できる。また、補正のための特別な調整操作は不要であり、必要に応じて任意の時点での校正が自動または手動で可能である。さらに、遮音測定などにおいて、室（特に受音室側）の暗騒音をバックグラウンドノイズに含めることにより、高度な遮音度の測定が可能となる。
【００１４】
また、本発明は、対象音を電気信号に変換してその実効値を算出し、前記算出した実効値のうち前記対象音を無音（入力ゼロ）としたときの実効値をバックグラウンドノイズを、含む補正値として記憶し、前記算出した実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する騒音計測方法を採用したものである。
【００１５】
さらに、本発明は、対象音を電気信号に変換してその自乗実効値を算出し、前記算出した自乗実効値のうち前記対象音を無音としたときの自乗実効値を、バックグラウンドノイズを含む補正値として記憶し、前記算出した自乗実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの自乗実効値から前記補正値を減算しながら積分する騒音計測方法を採用したものである。
【００１６】
さらに、本発明に係る測定対象を既述音以外の他の物理量の計測に拡張することができる。この種の測定対象物理量としては、振動振幅（加速度・速度・変位）を始めとして、特に微小信号を扱う必要のある、地盤の歪・照度・電波強度・臭い・風力・圧力、などがある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、対象騒音に対して超低音圧レベルまでの計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】測定対象音ｓ（ｘ）と自己雑音ｎ（ｘ）との積を積分したときの波形図。
【図２】本発明に係る精密騒音計の基本構成を示す回路図。
【図３】図２に示す精密騒音計の各部の波形図。
【図４】本発明に係る精密騒音計の他の基本構成を示す回路図。
【図５】和差積算法を採用した精密騒音計の実施例を示す回路図。
【図６】和差積算法を採用した精密騒音計の他の実施例を示す回路図。
【図７】（ａ）ＮＣ曲線とマイクカートリッジの自己雑音を示す特性図、（ｂ）ＮＣ曲線とマイクカートリッジおよびプリアンプの出力レベルの実測データを示す特性図。
【図８】自乗差分法を採用した精密騒音計の実施例を示す回路図。
【図９】遮音測定において、室間遮音度が大きいときの測定法を説明するための図。
【図１０】本発明に係る精密騒音計本体の一実施例を示す斜視図。
【図１１】本発明に係る精密騒音計本体の他の実施例を示す斜視図。
【図１２】従来例の回路図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明に係る精密騒音計の基本構成について説明する。本発明に係る精密騒音計においては、実効値のみを処理対象とするときには、（仮称）和差積算法（ＡＺＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｚｅｒｏ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を採用し、実効値を得るために、自乗積分回路を含むときには、（仮称）自乗差分法（ＳＮＳ：Ｓｑｕａｒｅｄ Ｎｏｉｓｅ Ｓｕｂｔｒａｕｃｔｉｏｎ）を採用することとしている。前者は、実効値回路に市販の実効値ＬＳＩやサブルーチン（ディジタル処理・ソフトウエアによる場合）を含む場合に有利な処理法であり、後者は、定義どおりの実効値演算を行う自乗積分回路を含む場合に有利な処理法である。
【００２０】
次に、和差積算法を採用した精密騒音計１０の具体的構成を図２に示す。この精密騒音計１０は、マイクカートリッジ１２、プリアンプ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、実効値演算回路１８、減算器２０、加算器２２、直流補正（Ｂ）２４、掛算器２６、平方根回路２８、Ｄ／Ａ変換器３０、表示器３２、スイッチ３４、３６を備え、対象音（入力信号）の実効値Ｓeffに直流補正±Ｂを加えて、両者の積をとるように構成されている。
【００２１】
対象音（入力信号）はマイクカートリッジ１２で電気信号に変換され、この電気信号はプリアンプ１４で増幅され、増幅された電気信号（アナログ信号）はＡ／Ｄ変換器１６でディジタル信号に変換される。この変換されたディジタル信号を基に実効値演算回路１８で対象音に関する実効値が演算されるようになっている。この実効値と補正値Ｂとの差と和がそれぞれ減算器２０と加算器２２で求められ、両者の積が掛算器２６で求められ、掛算器２６の出力からその平方根が平方根回路２８で求められる。平方根回路２８の出力ＰはＤ／Ａ変換器３０でアナログ信号に変換され、このアナログ信号の値は（必要に応じて対数圧縮などの変換回路を経て）計測結果として表示器３２に表示されるようになっている。
【００２２】
具体的には、スイッチ３４、３６を「１」にしマイク前面を密閉するか、あるいは、容量だけがダイヤフラムに等しいコンデンサ（ダミーマイクカートリッジ）に置き換えるか、或いはまた、マイクを十分な静寂さが確保された無響室・無響箱に設置するか、などにより無音状態（対象音をゼロとした無入力信号状態）を実現する。このとき、平方根演算回路２８の出力Ｐが０となるように、直流補正２４の補正値Ｂを調整し、調整された補正値ＢをＥＥＰＲＯＭなどのメモリ（記憶手段）に記憶する。
【００２３】
次に、スイッチ３４、３６を「２」にして、本来の状態のマイクカートリッジ１２に対象音として、信号ｓ（ｘ）を入力し、ノイズｎ（ｘ）を含んだ信号の実効値Ｓeffを実効値演算回路１８で演算する（図３（ａ）参照）。この後、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、減算器２０において、実効値Ｓeffと補正値Ｂとの差を演算し、加算器２２において、実効値Ｓeffと補正値Ｂとの和を演算し、両者の演算結果から、両者の積を掛算器２６により求める。この結果として、表示器３２には、マイクの自己雑音や測定系のバックグラウンドノイズの影響を受けない、信号ｓ（ｘ）の正確なレベルが表示される。この場合、全段をアナログ処理とすれば、Ａ／Ｄ変換器１６とＤ／Ａ変換器３０は省略できる。
【００２４】
次に、自乗差分法を採用した精密騒音計１０の具体的構成を図４に示す。この精密騒音計１０は、マイクカートリッジ１２、プリアンプ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、自乗器３８、減算器２０、積分器４０、定数回路４２、４４、ＲＡＭ４６、Ｄ／Ａ変換器３０、表示器３２、スイッチ３４、３６を備え、対象音（入力信号）の自乗積分の過程で補正処理を施し、バックグラウンドノイズの影響を排除するようになっている。すなわち、バックグラウンドノイズの自乗実効値を予め記憶し、積分の過程でこれを減算しながら処理するようになっている。この場合も、全段をアナログ処理とすれば、Ａ／Ｄ変換器１６とＤ／Ａ変換器３０は省略できる。
【００２５】
具体的には、スイッチ３４、３６を「１」にし、無響室・無響箱で、或いはカートリッジ部分１２に容量の等しいダミーマイクカートリッジを用い、上述した無音状態（無入力信号状態）を実現する。このとき、自乗器３８で自己雑音の自乗実効値を計算し、その結果を記憶手段としてのＲＡＭ（一時記憶メモリー）４６に記憶する。
【００２６】
次に、スイッチ３４、３６を「２」にしてカートリッジ部分を開放し、マイクカートリッジ１２に対象音として信号ｓ（ｘ）を入力し、そのときの自乗実効値を自乗器３８で計算し、この計算結果から自己雑音の自乗実効値を減算器２０で減算し、この減算結果を積分器４０で積分する。この積分結果を定数回路４２の時定数Ｔで割り算し、この値をアナログ信号に変換して表示器３２に出力する。この結果、表示器３２には、信号s（ｘ）に対する計測結果として、対象音の自乗実効値として正しいｓeff2が表示される。なお、Ｓeff2は、ノイズ成分ｎ（ｘ）を含んだ信号の自乗実効値であり、ｓeff2は、ノイズ成分を含まない真の値の自乗実効値である。
【００２７】
次に、和差積算法(ＡＺＣ)を採用し、実際の騒音計として実現するときの実施例を図５に従って説明する。この精密騒音計１０は、マイクカートリッジ１２、プリアンプ１４、周波数補正器４８、１／１・１／３オクターブフィルタ５０、スイッチ５２、実効値回路・動特性回路５４、減算器２０、加算器２２、補正回路（Ｂ）２４、掛算器２６、対数圧縮器５６、表示器３２を備え、対象音（入力信号）の実効値Ｓeffに補正値±Ｂを加えて、両者の積をとるように構成されている。
【００２８】
対象音（入力信号）はマイクカートリッジ１２で電気信号に変換され、この電気信号はプリアンプ１４で増幅され、増幅された電気信号（アナログ信号）は周波数補正器４８で所定の周波数成分が補正され、補正された信号がスイッチ５２を介して実効値回路・動特性回路５４に入力されるようになっている。或いは、各帯域ごとの数値が必要な場合は、補正回路に替えスイッチ５２により１／１・１／３オクターブフィルタ５０の出力が実効値回路・動特性回路５４に入力されるようになっている。実効値・動特性回路５４では対象音に関する実効値が演算される。この実効値と補正値Ｂとの差と和がそれぞれ減算器２０と加算器２２で求められ、両者の積が掛算器２６で求められ、掛算器２６の出力からその平方根が対数圧縮器５６で求められ、この平方根が計測結果として表示器３２に表示される。
【００２９】
具体的には、スイッチ５２を「ａ」または「ｂ」にし、無響室・無響箱あるいは、容量だけが等しいコンデンサのみで構成されたダミーマイクカートリッジ１２により、無音状態（無入力信号状態）を実現する。このとき、掛算器２６の出力Ｐが０（ゼロ）となるように、直流補正２４の補正値Ｂを調整し、調整された補正値ＢをＥＥＰＲＯＭ（リライタブル不揮発性メモリー）などのメモリ（記憶手段・素子・回路）に記憶する。因みに、Ｂはバックグラウンドノイズｎ（ｘ）の実効値に相当する。
【００３０】
次に、マイクカートリッジ１２に対象音として、信号ｓ（ｘ）を入力し、そのときの実効値と調整された直流補正値Ｂとの和と差を演算し、両者の積を掛算器２６により求める。この結果、表示器３２には、バックグラウンドノイズｎ（ｘ）の影響を受けない信号ｓ（ｘ）の正確なレベルが表示される。
【００３１】
前記実施例において、プリアンプ１４がマイクカートリッジ１２と一体になっている場合、演算処理をディジタル／ソフトウエアで行う場合、あるいは表示器３２の目盛が対数圧縮されている場合などには、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器３０を追加し、対数圧縮器５６の代わりに、平方根回路２８を用いるような変形構成を採用することもできる。
【００３２】
和差積算法を採用した精密騒音計１０の場合において、補正信号（補正値）Ｂの算出に適応処理を用いる場合は、無信号時にＰ点出力であるバックグラウンドノイズｎ（ｘ）の実効値ｎeff（ｎeff≡（Ａ）1/2（Ａはｎ２に上線バーが付されたもの・・上線バーは時間平均値）が０（ゼロ）になるように、補正信号（補正値）Ｂが自動調整され記憶される。
【００３３】
つまり、無信号入力時には、０＝[ｎeff−Ｂ]・[ｎeff＋Ｂ]より、Ｂ≒±ｎeff 、即ち、Ｂ≧０によりＢ≒ｎeffとなる。
【００３４】
次に、バックグラウンドノイズ：ｎ（ｘ）を含む対象信号ｓ（ｘ）を含む入力信号Ｓ（ｘ）＝ｓ（ｘ）+ｎ（ｘ）が加えられたときには、Ｐ点の出力Ｘは、和差出力の積として、
Ｘ＝[Ｓeff−Ｂ]・[Ｓeff＋Ｂ]＝Ｓeff2−ｎeff2≒ｓeff2 、即ちほぼ正確なｓ（ｘ）の自乗実効値となる。
【００３５】
結局、平方根をとると、（Ｘ）1/2＝ｓeffとなり、合理的にｓ（ｘ）の実効値が求められる。
【００３６】
ここに、Ｓeff2は、以下の式で表わせる。
【００３７】
【数１】
2015172598.tif 000003
【００３８】
次に、高域のバックグラウンドノイズのみを処理すれば良い理由について述べる。
【００３９】
バックグラウンドノイズｎ（ｘ）の主体を成すマイクカートリッジの自己雑音は高域を主成分とするほぼ定常的なノイズ、すなわち定常雑音であるので、以下の点を考慮することで、大きな補正効果が期待できる。
【００４０】
１）室の暗騒音は通常、低音域で大きなエネルギーを有する。（騒音許容基準のＮＣ曲線もこの事実に沿って決められている．図７（ａ）のＮＣ曲線参照。）
２）バックグラウンドノイズは、特にその主要部分を占めるマイクカートリッジの自己雑音は、高域ほどエネルギーが大きくなる。このため、静かな室の暗騒音測定では２ｋＨｚが測定限界となり、それ以上の帯域はバックグラウンドノイズによりマスクされ測定不可となる（図７（ａ）の最下部の実線参照）。
【００４１】
３）そこで、高音域でのバックグラウンドノイズの経時変化特性を把握して効果的に補正することが可能となる。
【００４２】
高音域でのバックグラウンドノイズの経時変化としては、例えば、長時間のバックグラウンドノイズとして、マイクカートリッジとプリアンプの出力レベルの変動を計測すると図７（ｂ）のようになる。即ち、騒音計のＬｉｎｅａｒ（Ｏｖｅｒａｌｌ）レンジでは低音域の（室）暗騒音のため、変動が大きい（ｂ−１）。これに対して、ｂ−２に示すように、Ａカーブで補正し低音域の影響を除去した結果はほとんどマイクの自己雑音であり、大きなレベル変動や時間変化は見られずほぼ一定であることから、当該発明の補正法が立脚する事実の妥当性を示唆している。
【００４３】
次に、自乗差分法を採用し、実際の騒音計として実現するときの実施例を図８に従って説明する。この精密騒音計１０は、マイクカートリッジ１２、周波数補正器４８、１／１・１／３オクターブフィルタ５０、スイッチ５２、自乗器３８、減算器２０、スイッチ３６、ＲＡＭ４６、時定数τ＝ＲＣの積分回路５８、時定数τ’＝Ｒ’Ｃ’の積分回路６０、対数圧縮器５６、表示器３２を備え、対象音（入力信号）の自乗積分の過程で補正処理を施し、バックグラウンドノイズの影響を排除するようになっている。すなわち、バックグラウンドノイズの自乗実効値を予め記憶し、積分の過程でこれを減算しながら処理するようになっている。
【００４４】
具体的には、スイッチ５２を「ａ」または「ｂ」にし、スイッチ３６を「１」にして、電源投入直後に、無音状態（無入力信号状態）を実現する（和差積法に準ずる）。このとき、自乗器３８で自己雑音の自乗実効値ｎ2を計算し、その結果をＲＡＭ（書き換え可能・自己保持型ＲＯＭであるＥＥＰＲＯＭ）４６に記憶する。
【００４５】
次に、スイッチ３６を「２」にして、マイクカートリッジ１２に対象音として、信号ｓ（ｘ）を入力し、そのときのノイズｎ（ｘ）を含む合成信号Ｓ（ｘ）≡ｓ（ｘ）＋ｎ（ｘ）の自乗実効値を自乗器３８で計算し、この計算結果から自己雑音の自乗実効値ｎeff2≡Ａ（Ａはｎ２に上線バーが付されたもの）を減算器２０で減算し、この減算結果を積分回路５８で積分する。この積分結果を積分時定数Ｔで割り算し、この値を（必要に応じて）対数圧縮器５６でｄＢ−ＳＰＬ値に変換して表示器３２に出力する。この結果、表示器３２には出力として、対象音ｓ（ｘ）の正確な実効値レベル、或いは自乗実効値Ｓeff2≡Ｂ（Ｂはｓ２に上線バーが付されたもの）が表示される。
【００４６】
ここで、ｓ（ｘ）を対象音信号（室内の楽器音など）とし、ｎ（ｘ）を騒音計１０の自己雑音、或いは測定系のバックグラウンドノイズとし、ｎeff2≡をその自乗実効値とし、演算処理系への入力信号をＳ（ｘ）≡ｓ（ｘ）+ｎ（ｘ）とすると、自己雑音の自乗実効値は次の数２のように計算される。
【００４７】
【数２】
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【００４８】
従って、積分回路５８の出力は次の数３で表わされ、バックグラウンドノイズの影響が除去されることになる。
【００４９】
【数３】
2015172598.tif 000005
【００５０】
また、遮音測定などにおいて測定のレンジ拡大を狙う場合などにおいては、バックグラウンドノイズを、室内暗騒音ｎ’（ｘ）とｎ（ｘ）の合成信号Ｎ（ｘ）と読み替えて同様の処理を行えば良い。
【００５１】
すなわち、遮音測定において、室間遮音度ＮＩＦが大きい場合、受音室側のレベルＬ１（ｄＢ−ＳＰＬ）は、図９に示すように、暗騒音ｎ’（ｘ）のため、正確に測れない。
【００５２】
そこで、予めＮ（ｘ）の自乗実効値Ｎeff2≡Ｃ（ＣはＮ２に上線バーが付されたもの）を求め、Ａ（Ａはｎ２に上線バーが付されたもの）の場合と同様に、自乗音圧領域で減算しながら積分すると、Ｎ（ｘ）は、次の数４で表わせるので、騒音計の出力は、次の数５のように計算される。
【００５３】
【数４】
2015172598.tif 000006
【００５４】
ここに、ｎ’（ｘ）は受音室暗騒音、ｎ（ｘ）はマイクカートリッジの自己雑音を含む騒音計のバックグラウンドノイズである。
【００５５】
【数５】
2015172598.tif 000007
【００５６】
つまり、ｎ’（ｘ）とｎ（ｘ）は、ひとまとめのノイズ成分として、同時に除去・補正され、レベルの小さなＬ１が正確に計測できるので、大きな遮音度の測定、即ち遮音測定のレンジ拡大が可能になる。
【００５７】
次に、実際の騒音計１０として構成する場合、図１０、図１１に示すように、騒音計１０本体に校正中に点灯する表示ＬＥＤ６２、補正値Ｂを校正するための校正スイッチ６４を設けることができる。また、補正に必要な無音状態を実現するには、静寂が確保された無響室・無響箱に騒音計を持ち込んだり、マイクカートリッジ１２に音響入力を阻止するキャップ６６を装着したり、することができる。マイクカートリッジ１２に替えてカートリッジの容量と同じコンデンサから成る校正用ダミーカートリッジを用いる場合、無響室やキャップ６６は不要であり、本体側の操作だけで、簡単に校正を行うことができる。
【００５８】
本実施例によれば、バックグランドノイズの影響が除去され、超低音圧レベル（０ｄＢ−ＳＰＬ、あるいはそれ以下）の測定が可能となり、大幅に測定下限を拡大できることになる。加えて、特に低音圧領域の測定精度の向上が可能となる。
【００５９】
バックグランドノイズＡ（Ａはｎ２に上線バーが付されたもの）の校正は容易に行うことができる。例えば、電源を入れるごとに、バックグランドノイズを測定・更新するなど、補正は自動化でき、特別な調整操作は不要である。また、必要に応じて任意の時点で補正値を手動で更新することも可能である。
【００６０】
さらに、遮音測定において、測定レンジを拡大することも可能である。例えば、遮音測定において、予め受音室側の暗騒音を含めてバックグラウンドノイズとし本手法で除去・補正すれば、音源室から漏れてくる対象音だけを精度良く測定することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  精密騒音計
１２  マイクカートリッジ
１４  プリアンプ
１６  Ａ／Ｄ変換器
１８  実効値回路
２０  減算器
２２  加算器
２４  補正回路
２６  掛算器
２８  平方根回路
３０  Ｄ／Ａ変換器
３２  表示器
３８  自乗器
４０  積分器
４６  ＲＡＭ
４８  周波数補正回路
５０  １／１・１／３オクターブフィルタ
５４  実効値回路・動特性回路
５６  対数圧縮器
５６、５８  積分回路
【図１】
2015172598.tif 000008
【図２】
2015172598.tif 000009
【図３】
2015172598.tif 000010
【図４】
2015172598.tif 000011
【図５】
2015172598.tif 000012
【図６】
2015172598.tif 000013
【図７】
2015172598.tif 000014
【図８】
2015172598.tif 000015
【図９】
2015172598.tif 000016
【図１０】
2015172598.tif 000017
【図１１】
2015172598.tif 000018
【図１２】
2015172598.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月3日(2015.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象音を電気信号に変換してその実効値を算出する実効値算出手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象音を無音としたときの実効値を前記実効値算出手段のバックグラウンドノイズを含む補正値として記憶する記憶手段と、前記実効値算出手段の算出による実効値のうち前記対象音を対象騒音としたときの実効値と前記補正値との和と差を演算し、各演算結果の積を演算する演算手段とを備えてなる精密騒音計。