- •24 Конструкция типового конденсаторного микрофона и его устройство.
- •25 Какие конструктивные элементы предусмотрены в микрофонах для выравнивания статического давления и меры по снижению температурной зависимости
- •26 Требования к конденсаторным микрофонным усилителям
- •27 Какие условия необходимо выполнить, чтобы обеспечить независимость чувствительности конденсаторного микрофона от частоты
- •28 Какие конструктивные мероприятия позволили получить постоянную чувствительность микрофонов в широком диапазоне частот
- •29 Привести сравнительные оценки конденсаторных и электретных микрофонов
- •30 Характеристики акустических измерительных излучателей и приемников. Характеристика направленности. Коэффициент осевой концентрации. Собственные шумы. Кпд.
- •31 Особенности конструкций измерительных преобразователей для различных сред.
- •32 Измерительные излучатели звукового давления в воздухе. Электроакустические излучатели электродинамического типа. Излучатели электростатического типа.
- •33 Электретные преобразователи. Аэродинамические источники. Шариковый калибратор.
- •34 Измерительные приемники. Конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические микрофоны. Основные характеристики и особенности конструкций.
- •35 Измерительные излучатели и приемники звукового давления в жидкостях. Пьезоэлектрические электроакустические преобразователи. Особенности конструкций. Сферические, цилиндрические, дисковые.
31 Особенности конструкций измерительных преобразователей для различных сред.
Измерительные преобразователи — приемники и излучатели звукового давления должны отвечать специальным требованиям: высокой стабильности их характеристик во времени и зависимости от внешних условий — температуры, статического давления, состава окружающей среды, широкому диапазону рабочих частот; монотонности частотной характеристики; отсутствию изрезанности в характеристике направленности. Типы и конструкции преобразователей, применяемые в газах и жидкостях, обычно существенно различаются. Удельное акустическое сопротивление воздуха значительно меньше соответствующего сопротивления любой жидкости. Гидростатическое давление сильно изменяется по мере погружения преобразователя в воду, тогда как атмосферное статическое давление незначительно меняется с высотой. Преобразователи, работающие в жидкостях, должны быть герметизированы, а их электрические выводы изолированы. Измерительные излучатели, как правило, имеют небольшую мощность (достаточную для работы в лабораторных условиях) и невысокое значение КПД (чтобы обеспечить работу излучателя в линейном режиме).
32 Измерительные излучатели звукового давления в воздухе. Электроакустические излучатели электродинамического типа. Излучатели электростатического типа.
О ценка свойств измерительных излучателей производится по частотной характеристике его чувствительности в режиме излучения, а также по характеристике направленности.
В качестве измерительных излучателей в воздухе используют электроакустические преобразователи электродинамического типа — диффузорные громкоговорители прямого излучения.
Неравномерность частотных характеристик электрогидродинамических излучателей значительна. В области высоких частот диффузорные громкоговорители обладают заметной направленностью. В некоторых случаях используют систему из многих громкоговорителей, размещаемых под углами друг к другу.
В широком диапазоне частот такие преобразователи трудно рассматривать как измерительные. Если же использовать при излучении достаточно узкие частотные диапазоны и принять меры по устранению гармоник, обусловленных нелинейностью, то можно обеспечить хорошие результаты.В диффузорном громкоговорителе диффузор (рассеиватель), входящий в его механическую подвижную систему, выполняет функции преобразования механических колебаний в акустические и излучения звука.
Процесс излучения звуковых волн: при своих колебаниях диафрагма приводит в движение частицы прилегающего к ней воздуха, создавая попеременно его сжатие и разрежение. Колебания этих частиц передаются соседним слоям воздуха и т. д., создаются волны сжатия и разрежения, которые движутся со скоростью звука вдаль.
Рисунок 4.2 Устройство диффузорного электродинамического громкоговорителя: 1 - звуковая катушка; 2 - диффузор; 3 - подвес диффузора; 4 - корпус; 5 - шайба; 6, 8 - фланцы; 7 -магнит; 9 - керн; 10 - кольцевой зазор; 11 - отверстия для выхода тыльного излучения.
Так, на частотах от 10 Гц до 6 кГц с помощью громкоговорителей возбуждают колебания в трубах-резонаторах, в которых осуществляют абсолютную градуировку образцовых микрофонов или измеряют степень поглощения звука и удельное акустическое сопротивление небольших образцов материалов (трубка Кундта). Для этих целей используются громкоговорители мощностью до 2 вт. Такие громкоговорители должны обладать достаточной эффективностью излучения в рабочем диапазоне частот, так как характер звукового поля в основном определяется конструкцией труб-резонаторов.
Громкоговорители применяют также для возбуждения колебаний в установках с бесконечной трубой. К. громкоговорителю в этом случае предъявляют повышенные требования, как в отношении его эффективности, так и уровня нелинейных искажений: обеспечение плоского фронта волны уже на расстоянии 1 м.
В больших заглушенных камерах используют измерительные громкоговорители в диапазоне частот от 40 Гц до 20 кГц.
Измерительные громкоговорители применяют и в малых заглушенных камерах.
Электростатические громкоговорители.
Для измерений в диапазоне частот от 7 до 20 кГц используют электростатические громкоговорители. В них на массивный электрод натянута пленка толщиной порядка 6—20 мкм из легкого и эластичного диэлектрика с малым температурным коэффициентом расширения (винилхлорид, полиэтилен, тефлон и др.). На пленку нанесен тонкий слой металла — второй электрод. Малая масса и гибкость пленки обеспечивают высокую резонансную частоту подвижной системы. К электродам прикладывают поляризующее и переменное напряжение. Вследствие действия пондермоторных сил мембрана колеблется пропорционально возбуждению. При работе излучателя на мембрану действует равномерно распределенная сила, поэтому все элементы ее поверхности колеблются синфазно. Частотная характеристика электростатического громкоговорителя имеет меньшую неравномерность, чем электродинамического в том же диапазоне частот. Малая масса мембраны способствует меньшим искажениям из-за переходных процессов.
Установки для градуировки микрофонов на высоких уровнях основаны на резонансном методе в трубе переменного сечения (труба Оберста). В качестве возбудителя в этой установке применен мощный громкоговоритель. В отечественных установках используют головки от рупорного громкоговорителя типа 100ГРД. Так как громкоговоритель действует в форсированном режиме излучения, в конструкции предусматривают его охлаждение. Этот метод дает возможность получить звуковые давления до 2∙104 Н/м2 в диапазоне частот от 100 до 7000 Гц при коэффициенте нелинейных искажений ~5% на конце узкой трубки с плоским окончанием.