ความเข้าใจเดซิเบลคืออะไร (Decibel) และวัดได้อย่างไร

เดซิเบล (Decibel เขียนย่อ dB) คือหน่วยวัดที่ใช้เพื่อแสดงความเข้มหรือกำลังของคลื่นเสียงหรือสัญญาณอื่นที่สัมพันธ์กับค่าอ้างอิง เป็นหน่วยลอการิทึม ซึ่งหมายความว่าอัตราส่วนของสองค่าที่แสดงเป็น dB เท่ากับสิบเท่าของลอการิทึมของอัตราส่วนของสองค่าที่สอดคล้องกัน

ค่าอ้างอิงที่ใช้ในการวัดเดซิเบลอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้งาน แต่โดยทั่วไปจะตั้งค่าเป็นค่าที่ทราบซึ่งถือเป็นเกณฑ์ขั้นต่ำในการรับรู้ของมนุษย์ สำหรับคลื่นเสียง ค่าอ้างอิงมักจะตั้งไว้ที่ 20 ไมโครปาสกาล (μPa) ซึ่งเป็นเกณฑ์คร่าวๆ ของการได้ยินของมนุษย์ที่ความถี่ 1,000 Hz

ในทางปฏิบัติ Decibel ถูกใช้เพื่อแสดงค่าต่างๆ มากมาย ตั้งแต่เสียงที่เงียบที่สุดที่หูมนุษย์ตรวจจับได้ ไปจนถึงเสียงที่ดังที่สุดที่อาจสร้างความเสียหายต่อร่างกายได้

ตัวอย่างเช่นคลื่นเสียงที่มีความเข้ม 0 dB อยู่ที่เกณฑ์การได้ยินของมนุษย์ ในขณะที่คลื่นเสียงที่มีความเข้ม 120 dB ถือว่าเป็นเกณฑ์ของความเจ็บปวด และอาจทำให้สูญเสียการได้ยินอย่างถาวรหากได้รับแสงเป็นเวลานาน

เดซิเบลยังใช้เพื่อแสดงอัตราขยายหรือการลดทอนของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เช่นในเครื่องขยายเสียงหรือตัวกรอง และอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ในระบบเสียงหรือวิดีโอ

ตัวอย่างระดับเสียงในชีวิตประจำวัน

• การสนทนาปกติ 60 dB
• การจราจรในเมืองหนาแน่น 85 dB
• เครื่องตัดหญ้า 90 dB
• เครื่องเสียงชุดหูฟังเสียงที่ระดับเสียงสูงสุด – 105 dB
• เสียงไซเรน 120 dB
• คอนเสิร์ต 120 dB
• การแข่งขันกีฬา 105 ถึง 130 dB (ขึ้นอยู่กับสนามกีฬา)
• ดอกไม้ไฟ 40 ถึง 160 เดซิเบล
• เสียงปืน 150 dB และสูงกว่า

มาตราส่วนลอการิทึมเป็นเทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ในการบีบอัดหรือขยายช่วงของมาตราส่วนการวัดโดยการแปลงค่าเป็นลอการิทึม

ในบริบทของการวัดเดซิเบล สเกลลอการิทึมใช้เพื่อแปลงอัตราส่วนของระดับความดันเสียงสองระดับเป็นค่าเดียวที่สามารถเปรียบเทียบและสื่อสารได้ง่ายขึ้น

เหตุผลที่ใช้สเกลลอการิทึมในการวัดเพราะว่าระดับความดันเสียงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้างมาก ตั้งแต่เสียงที่แผ่วเบาที่สุดที่หูของมนุษย์ตรวจจับได้ไปจนถึงเสียงที่ดังพอที่จะทำให้การได้ยินเสียหายอย่างถาวร

ตัวอย่างเช่นความแตกต่างของระดับความดันเสียงระหว่างเสียงกระซิบกับคอนเสิร์ตร็อคอาจมากกว่า 100,000 เท่า

สเกลลอการิทึมช่วยให้สามารถบีบอัดค่าช่วงกว้างนี้เป็นช่วงตัวเลขที่จัดการได้มากขึ้น ในการวัดอัตราส่วนของระดับความดันเสียงสองระดับจะถูกคำนวณก่อน แล้วจึงนำค่าลอการิทึมของอัตราส่วนนั้นมาคำนวณ

ค่าลอการิทึมนี้จะถูกคูณด้วยค่าคงที่เพื่อแปลงเป็นค่าเดซิเบล ผลลัพธ์ที่ได้คือตัวเลขเดียวที่แสดงถึงอัตราส่วนของระดับความดันเสียงสองระดับ ซึ่งแสดงเป็นเดซิเบล ซึ่งสามารถเปรียบเทียบและสื่อสารได้ง่าย

นอกจากการบีบอัดค่าช่วงกว้างให้อยู่ในช่วงที่เล็กลงแล้ว การสเกลแบบลอการิทึมยังมีข้อได้เปรียบในด้านความไวต่อการเปลี่ยนแปลงในระดับที่ต่ำกว่ามากกว่าระดับที่สูงกว่า สิ่งนี้มีความสำคัญในบริบทของการวัดเสียง

เนื่องจากหูของมนุษย์มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความดันเสียงที่ระดับต่ำมากกว่าระดับที่สูงขึ้น การใช้สเกลลอการิทึมในการวัดเดซิเบลช่วยให้สามารถแสดงการเปลี่ยนแปลงของระดับความดันเสียงที่หูมนุษย์รับรู้ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

การวัดค่าเดซิเบล dB

โดยทั่วไปแล้ว Decibel จะวัดโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องวัดเสียง (Sound level meter) ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนทั่วไปในการวัด:

การเลือกตำแหน่งที่ต้องติดตั้ง: วางเครื่องวัดระดับเสียงบนพื้นผิวที่มั่นคงหรือถือไว้ในมือ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไมโครโฟนอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องและไม่มีสิ่งกีดขวาง และวางสูงจากพื้นประมาณ 1.3-1.6 เมตร

ตั้งค่าพารามิเตอร์: ตั้งค่าพารามิเตอร์บนเครื่องวัดระดับเสียงให้ตรงกับประเภทของเสียงที่คุณกำลังวัด ซึ่งอาจรวมถึงการถ่วงน้ำหนักความถี่ (A หรือ C) การถ่วงน้ำหนักเวลา (ช้าหรือเร็ว) และช่วงการวัด

สอบเทียบเครื่องวัดระดับเสียง: สอบเทียบเครื่องวัดระดับเสียงโดยใช้แหล่งกำเนิดเสียงที่มีระดับความดันเสียงที่ทราบเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำ

วัดเสียง: เล็งไมโครโฟนไปที่แหล่งกำเนิดเสียงและบันทึกระดับเสียง หากเสียงไม่คงที่ เช่น ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง ให้ทำการวัดหลายๆ ครั้งและคำนวณระดับเสียงเฉลี่ย

อ่านค่า: เครื่องวัดจะแสดงระดับเสียงเป็นเดซิเบล การอ่านค่าอาจเป็นได้ทั้งระดับความดังของเสียง (SPL) หรือระดับพลังเสียง (SWL) ขึ้นอยู่กับการใช้งาน