- •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.
33 Электретные преобразователи. Аэродинамические источники. Шариковый калибратор.
В качестве измерительных используются аэродинамические источники звука в виде сирен и центробежных вентиляторов.
В качестве простого источника воздушного шума в довольно широкой полосе частот может служить шариковый калибратор. В корпусе, включающем две конусообразные полости, помещены мелкие стальные шарики. Поворотом корпуса в положение, при котором шарики из верхней полости пересыпаются в нижнюю под действием силы тяжести, прибор включается в действие, продолжающееся около 14 с. По пути шарики ударяются об отражающую призму и мембрану, что и является причиной звука. Указанный источник представляет собой не электроакустический преобразователь, а механический источник очень малой мощности. Он предназначен для калибровки микрофонов, располагаемых вблизи мембраны.
Рисунок 2.11. Конструкция шарикового калибратора (а) и спектр создаваемого им шума (б).1 — корпус; 2 — мембрана; 3 — микрофон; 4 — верхняя полость; 5 — канал; б — нижняя полость; 7 — шарики.
На фиксированных частотах применяется также измерительный излучатель—пистонфон—конструкция из двух поршней, приводимых в движение специальным электродвигателем в противофазе (рис. 1.3), обеспечивающая уровень звукового давления, равный 124 дБ на частоте 250 Гц. Допустимый нелинейные искажения , погрешность измерений
Рисунок 4.1 Конструкция пистонфона для калибровки конденсаторных микрофонов. 1 — поршни; 2 — камера связи; 3 — удерживающая пружина; 4 - кулачковый диск; 5 — корпус.
В качестве излучателей звука в воздухе могут быть также использованы электростатические и электретные преобразователи (т. е. конденсаторные микрофоны), создающие звуковое давление, уровень которого составляет порядка 20 дБ на расстоянии 1 м при возбуждении 10 В напряжения на частоте 1000, Гц.
34 Измерительные приемники. Конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические микрофоны. Основные характеристики и особенности конструкций.
В качестве измерительных приемников звука в воздухе (микрофонов) используются главным образом электроакустические преобразователи электростатического типа (чаще называемые конденсаторными микрофонами), электретные микрофоны и микрофоны пьезоэлектрического типа.
К онструкция типового конденсаторного микрофона состоит из тонкой никелевой мембраны, размещенной перед электродом и образующей конденсатор, емкость которого изменяется под действием звукового давления. Электрод перфорируется для исключения влияния воздушного слоя. Предусмотрены элементы, выравнивающие статическое давление, и меры по снижению температурной зависимости. При измерениях конденсаторными микрофонами на частотах выше 3—5 кГц необходимо учитывать направленность микрофона (из-за дифракционных эффектов), присущую не только микрофонам больших размеров, но и малых.
К недостаткам конденсаторных микрофонов следует отнести их заметную зависимость от температуры, давления, необходимость использования дополнительного источника постоянного напряжения. В комплект микрофонов обычно включаются дополнительные ветрозащитные, противодождевые сетки и экраны, а также различные диффузоры, повышающие ненаправленность микрофона. При измерениях в малых объемах, трубах (в том числе, в ухе, форсунках, небольших воздушных каналах) применяют акустические зонды — гибкие трубки, один конец которых надевается на чувствительный элемент микрофона, а другой помещается в точку, где проводятся измерения.
Перспективным является применение разновидности конденсаторных микрофонов — электретных микрофонов. Тонкая фторопластовая пленка, подвергнутая поляризации при определенных условиях, сохраняет электрический заряд и напряженность электрического поля подобно тому, как в постоянном магните сохраняется напряженность магнитного поля. В простейшей конструкции электретного микрофона тонкая поляризованная пленка наносится на металлическую диафрагму конденсаторного микрофона и заменяет дополнительный источник постоянного напряжения, что создает заметные удобства, особенно при измерениях в полевых условиях.
Н екоторое распространение получили микрофоны пьезоэлектрические. Их действие основано на том, что звуковое давление воздействует непосредственно или через диафрагму 1 и скрепленный с ней стержень 2 на пьезоэлектрический элемент 3. При деформации последнего на его обкладках вследствие пьезоэлектрического эффекта возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.