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Un sistema di protezione dell’udito, progettato per lavoratori impegnati in ambienti altamente rumorosi, prevede una coppia di cuffie insonorizzanti dotate di un sensore per la misura dell’intensità di rumore. Le cuffie possono attenuare rumori con un livello sonoro fino a 120 dB SPL (Sound Pressure Level) a 20 kHz, mentre non sono in grado di attenuare a livelli di sicurezza suoni di intensità superiore. Il sensore di cui sono provviste avverte l’utente se il rumore ambientale eccede la soglia di omologazione del dispositivo. Si ricorda che il livello sonoro LS (espresso in dB SPL) è una misura logaritmica della pressione acustica rispetto ad una sorgente sonora di riferimento P0 espressa dall’equazione 𝐿𝐿𝐿𝐿= 20 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 � 𝑃𝑃 𝑃𝑃0 �. 1) Per la misura del rumore viene impiegato un ponte di Wheatstone capacitivo in configurazione completa (Figura 1). A riposo, la distanza tra le armature dei condensatori è pari a d = 1 mm. Si identifichi la funzione di trasferimento 𝑉𝑉𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑉𝑉𝑖𝑖𝑖𝑖 in funzione dello spostamento delle armature Δx. 2) Supponendo che l’ampiezza della pressione acustica P sia legata allo spostamento delle armature Δx dalla seguente equazione : ∆𝑥𝑥= 𝑘𝑘𝑘𝑘, con k= 0.0025 � 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑃𝑃𝑃𝑃� calcolare il valore dell’ampiezza della tensione di alimentazione Vin del ponte di Wheatstone per cui si abbia una ampiezza della tensione di uscita Vout pari a 0.02 V in corrispondenza di un suono a 100 dB SPL (ovvero con ampiezza della pressione acustica P pari a 2 Pa). 3) Perché è necessario che la tensione di alimentazione Vin del ponte di Wheatstone sia in regime sinusoidale? Che considerazioni vanno fatte sulla minima frequenza della tensione di alimentazione? 4) Si calcoli il valore di pressione acustica P corrispondente al livello sonoro massimo per cui il dispositivo è…