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.