ในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ระดับกำลังและระดับสนาม (หรือเรียกว่าระดับรากกำลัง ) คือขนาดลอการิทึมของปริมาณบางอย่างที่อ้างอิงกับค่าอ้างอิงมาตรฐานประเภทเดียวกัน

• ระดับกำลังไฟฟ้าเป็นปริมาณเชิงลอการิทึมที่ใช้ในการวัดกำลังไฟฟ้า ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า หรือบางครั้งเรียกว่าพลังงาน โดยหน่วยที่ใช้กันทั่วไปคือเดซิเบล (dB)
• ระดับสนาม (หรือระดับรากกำลัง ) คือปริมาณลอการิทึมที่ใช้ในการวัดปริมาณซึ่งโดยทั่วไปแล้วกำลังสองของปริมาณนั้นจะแปรผันตรงกับกำลัง (ตัวอย่างเช่น กำลังสองของแรงดันไฟฟ้าแปรผันตรงกับกำลังคูณด้วยความต้านทานของตัวนำ) โดยหน่วยที่ใช้กันทั่วไปคือเนเปอร์ (Np) หรือเดซิเบล (dB)

ประเภทของระดับและการเลือกหน่วยบ่งชี้ถึงการปรับสเกลของลอการิทึมของอัตราส่วนระหว่างปริมาณและค่าอ้างอิง แม้ว่าลอการิทึมอาจถือได้ว่าเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติก็ตาม^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}ค่าอ้างอิงสำหรับปริมาณแต่ละประเภทมักจะถูกกำหนดโดยมาตรฐานสากล

ระดับพลังงานและสนามถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์โทรคมนาคมอะคูสติกและสาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง ระดับพลังงานใช้สำหรับพลังงานสัญญาณ พลังงานเสียงรบกวน พลังงานเสียง การสัมผัสเสียง ฯลฯ ระดับสนามใช้สำหรับแรงดัน กระแสความดันเสียง^{[ 4 ]}

ระดับของ ปริมาณ กำลังไฟฟ้าซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์L นั้น ถูกกำหนดโดย

${\displaystyle L_{P}={\frac {1}{2}}\log _{\mathrm {e} }\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {Np} =\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {B} =10\log _{10}\!\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}$

ที่ไหน

• Pคือปริมาณกำลัง;
• P คือค่าอ้างอิงของP

ระดับของ ปริมาณ รากกำลัง (หรือเรียกอีกอย่างว่า ปริมาณ สนาม ) ซึ่งแสดงด้วยL ถูกกำหนดโดย^{[ 5 ]}

${\displaystyle L_{F}=\log _{\mathrm {e} }\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {Np} =2\log _{10}\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {B} =20\log _{10}\!\left({\frac {F}{F_{0}}}\right)\!~\mathrm {dB} .}$

ที่ไหน

• Fคือปริมาณรากกำลัง ซึ่งเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของปริมาณกำลัง
• F คือค่าอ้างอิงของF

ถ้าปริมาณกำลังPเป็นสัดส่วนกับF ²และถ้าค่าอ้างอิงของปริมาณกำลังP เป็นสัดส่วนเดียวกันกับF ²ระดับL และL จะเท่ากัน

เนเปอร์เบลและเดซิเบล (หนึ่งในสิบของเบล) เป็นหน่วยวัดระดับที่มักใช้กับปริมาณต่างๆ เช่น กำลัง ความเข้ม หรือการขยาย^{[ 6 ]} เนเปอร์ เบล และเดซิเบลมีความสัมพันธ์กันโดย^{[ 7 ]}

• 1 B = ⁠1/2log e Np ;
• 1 dB = 0.1 B = ⁠1/20⁠ log 10 Np .

ระดับและหน่วยวัดถูกกำหนดไว้ใน มาตรฐาน ISO 80000-3

มาตรฐาน ISO กำหนด ให้ ปริมาณระดับกำลังและระดับสนามแต่ละปริมาณเป็นค่าไร้มิติ โดย1 Np = 1ซึ่งมีเหตุผลมาจากการทำให้การแสดงออกต่างๆ ง่ายขึ้น เช่นเดียวกับในระบบหน่วยธรรมชาติ

ปริมาณกำลังและสนามเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มปริมาณอัตราส่วนลอการิทึมที่ใหญ่กว่า

ANSI/ASA S1.1-2013กำหนดคลาสของปริมาณที่เรียกว่าระดับโดยกำหนดระดับของปริมาณQซึ่งแสดงด้วยL ดังนี้^{[ 8 ]}

${\displaystyle L_{Q}=\log _{r}\!\left({\frac {Q}{Q_{0}}}\right)\!,}$

ที่ไหน

• rคือฐานของลอการิทึม
• Qคือปริมาณ;
• Q คือค่าอ้างอิงของQ

สำหรับระดับของปริมาณรากกำลัง ฐานของลอการิทึมคือr = eสำหรับระดับของปริมาณกำลัง ฐานของลอการิทึมคือr = ^{e² [ 9 ]}

อัตราส่วนความถี่ลอการิทึม (หรือที่รู้จักกันในชื่อระดับความถี่ ) ของความถี่สองความถี่คือลอการิทึมของอัตราส่วน และอาจแสดงโดยใช้หน่วยอ็อกเทฟ (สัญลักษณ์: oct) ที่สอดคล้องกับอัตราส่วน 2 หรือหน่วยเดซิเบต (สัญลักษณ์: dec) ที่สอดคล้องกับอัตราส่วน 10: ^{[ 7 ]}

${\displaystyle L_{f}=\log _{2}\!\left({\frac {f}{f_{0}}}\right)~{\text{oct}}=\log _{10}\!\left({\frac {f}{f_{0}}}\right)~{\text{dec}}.}$

ในทฤษฎีดนตรีอ็อกเทฟเป็นหน่วยที่ใช้กับลอการิทึมฐาน 2 (เรียกว่าช่วงเสียง ) ^{[ 10 ]}เซมิโทนคือหนึ่งในสิบสองของอ็อกเทฟ เซ็นต์คือหนึ่งในร้อยของเซมิโทน ในบริบทนี้ ความถี่อ้างอิงถือเป็นC ซึ่งต่ำกว่า C กลางสี่อ็อกเทฟ^{[ 11 ]}

• เดซิเบล § คำจำกัดความ
• กำลังไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าราก และปริมาณสนาม
• มาตราส่วนลอการิทึม
• ระดับเสียง (การแยกความหมาย)
• การปรับระดับ (จุดลอยตัวแบบเรียว)
• เลขคณิตระดับดัชนี (LI) และเลขคณิตระดับดัชนีสมมาตร (SLI)

• Fletcher, H. (1934), "ความดัง ระดับเสียง และลักษณะเสียงของโทนเสียงดนตรีและความสัมพันธ์กับความเข้ม ความถี่ และโครงสร้างโอเวอร์โทน", Journal of the Acoustical Society of America , 6 (2): 59, Bibcode : 1934ASAJ....6...59F , doi : 10.1121/1.1915704
• เทย์เลอร์, แบร์รี (1995), คู่มือการใช้ระบบหน่วยสากล (SI): ระบบเมตริก , สำนักพิมพ์ไดแอน, หน้า 28, ISBN 9780788125799
• ISO 80000-3: ปริมาณและหน่วยวัดเล่มที่  3: พื้นที่และเวลาองค์การมาตรฐานสากลพ.ศ. 2549
• Carey, WM (2006), "แหล่งกำเนิดเสียงและระดับเสียงในมหาสมุทร", IEEE Journal of Oceanic Engineering , 31 (1): 61, Bibcode : 2006IJOE...31...61C , doi : 10.1109/JOE.2006.872214 , S2CID  30674485
• ISO 80000-8: ปริมาณและหน่วยวัดเล่มที่  8: ด้านเสียงองค์การมาตรฐานสากลพ.ศ. 2550
• ER Cohen และคณะ (2008). ปริมาณ หน่วย และสัญลักษณ์ในเคมีกายภาพ  : หนังสือสีเขียวของ IUPACฉบับที่ 3 พิมพ์ครั้งที่ 2 เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์ IUPAC & RSC ISBN 0-85404-433-7หน้า 98–99. ฉบับอิเล็กทรอนิกส์.
• ANSI/ASA S1.1: ศัพท์เฉพาะทางด้านเสียง , เล่ม  ANSI/ASA S1.1-2013 , สมาคมเสียงแห่งอเมริกา , 2013
• Ainslie, Michael A. (2015), "โซนาร์หนึ่งศตวรรษ: สมุทรศาสตร์ดาวเคราะห์ การตรวจสอบเสียงรบกวนใต้น้ำ และศัพท์เฉพาะของเสียงใต้น้ำ" , Acoustics Today , 11 (1)
• D'Amore, F. (2015), ผลของสารให้ความชุ่มชื้นและสารหล่อลื่นต่อการสัมผัสแบบเลื่อนของนิ้วกับพื้นผิว: การวิเคราะห์ทางไตรโบโลยีและพลศาสตร์
• IEEE/ASTM SI 10: มาตรฐานแห่งชาติอเมริกันสำหรับการปฏิบัติในระบบเมตริก , สมาคมมาตรฐาน IEEE , 2016
• Ainslie, Michael A.; Halvorsen, Michele B.; Robinson, Stephen P. (มกราคม 2022) [2021-11-09]. "มาตรฐานคำศัพท์สำหรับอะคูสติกใต้น้ำและประโยชน์ของการกำหนดมาตรฐานสากล"วารสารวิศวกรรมมหาสมุทร IEEE 47 ( 1). IEEE : 179– 200. Bibcode : 2022IJOE...47..179A . doi : 10.1109/JOE.2021.3085947 . eISSN  1558-1691 . ISSN  0364-9059 . S2CID  243948953 .[1] (22 หน้า)
• ISO 18405:2017 อะคูสติกใต้น้ำ – คำศัพท์องค์กรมาตรฐานสากล 2022 [2017]สืบค้นเมื่อ 2022-12-20