傳聲器是用來(lái)把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種換能器。在聲學(xué)測(cè)量中一般均用測(cè)量電容傳聲器,它具有性能穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)范圍寬、頻響平直、體積小等特點(diǎn)。在實(shí)際測(cè)量中,想選擇一款適合的傳聲器,就得從傳聲器的類(lèi)別、用途、溫度系數(shù)、頻率范圍、測(cè)量范圍等各方面進(jìn)行綜合考慮。
傳聲器的分類(lèi)
按靈敏度分
自由場(chǎng)靈敏度響應(yīng)平直的傳聲器叫自由場(chǎng)型(或聲場(chǎng)型)傳聲器;聲壓靈敏度響應(yīng)平直的傳聲器叫聲壓型傳聲器;擴(kuò)散場(chǎng)靈敏度響應(yīng)平直的叫擴(kuò)散場(chǎng)型傳聲器。
圖1 1/2英寸自由場(chǎng)響應(yīng)電容傳聲器的頻響曲線(xiàn)
圖2 1/2英寸聲壓場(chǎng)響應(yīng)電容傳聲器的頻響曲線(xiàn)
按外形分
傳聲器按照它們的外形又可以分為1英寸(Φ23.77mm)、1/2英寸(Φ12.7mm)、1/4英寸(Φ6.35mm),1/8英寸(Φ3.175mm)等。
通常傳聲器的外徑小,頻率范圍寬,靈敏度低,可測(cè)動(dòng)態(tài)范圍下限高,這類(lèi)傳聲器適合測(cè)高聲級(jí)。
相反傳聲器的外徑大,頻率范圍窄,靈敏度高,可測(cè)動(dòng)態(tài)范圍下限低,這類(lèi)傳聲器適合測(cè)低聲級(jí)。
按供電方式分
傳聲器按供電方式可分為外部極化型傳聲器和預(yù)極化型傳聲器,其中外部極化型傳聲器需要配置相關(guān)硬件進(jìn)行外部供電,具有良好穩(wěn)定性及較大的動(dòng)態(tài)范圍,同時(shí)還能承受更高的溫度;但是由于預(yù)極化傳聲器不需要另加極化電壓,使設(shè)備更加簡(jiǎn)單,而且防潮性能好,穩(wěn)定性也已大大提高,因此得到廣泛應(yīng)用。
按準(zhǔn)確度和適用范圍分
傳聲器按照準(zhǔn)確度和適用范圍分為實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器(標(biāo)識(shí)為L(zhǎng)S)、工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器(標(biāo)識(shí)為WS)和工程測(cè)量傳聲器(標(biāo)識(shí)為PM)。
實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器應(yīng)符合 GB/T 20441.1—2010/IEC 61094-1:2000《電聲學(xué) 測(cè)量傳聲器 第1部分:實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器規(guī)范》 的要求,工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器應(yīng)符合 GB/T 20441.4-2006/IEC 61094-4: 1995《測(cè)量傳聲器 第4部分: 工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器規(guī)范》的要求。工程測(cè)量傳聲器是滿(mǎn)足聲級(jí)計(jì)及聲壓測(cè)試系統(tǒng)對(duì)電聲性能和機(jī)械尺寸要求的傳聲器, SJ/T 10724-2013《電聲學(xué) 測(cè)量電容傳聲器通用規(guī)范》把工程測(cè)量傳聲器分為 1 級(jí)和 2 級(jí),分別適用于 GB/T 3785.1中規(guī)定的 1 級(jí)和 2 級(jí)聲級(jí)計(jì)及其它聲壓測(cè)量系統(tǒng)。
傳聲器的應(yīng)用
自由場(chǎng)型(或聲場(chǎng)型)傳聲器,主要用于消聲室等自由場(chǎng)測(cè)試,它能比較真實(shí)地測(cè)量出傳聲器放入前該點(diǎn)原來(lái)的自由場(chǎng)聲壓,聲級(jí)計(jì)和噪聲測(cè)量中大多使用這種傳聲器。
聲壓型傳聲器,主要用于仿真耳等腔室內(nèi)使用。
擴(kuò)散場(chǎng)型傳聲器,用于擴(kuò)散場(chǎng)測(cè)量,適用于室內(nèi)測(cè)量,但是有的國(guó)家規(guī)定聲級(jí)計(jì)用擴(kuò)散場(chǎng)型傳聲器。
高聲壓傳聲器,一般指動(dòng)態(tài)上限大于160dB的傳聲器,目前市面上常見(jiàn)聲級(jí)計(jì)的測(cè)量范圍一般在 20 dB~140 dB 之間,但隨著大型機(jī)械、飛機(jī)、火箭和其它軍工等的發(fā)展,對(duì)高聲級(jí)的測(cè)量需求越來(lái)越多,甚至超過(guò)170 dB,更換上高聲壓傳聲器就能顯著提高聲級(jí)計(jì)的測(cè)量上限。
次聲波傳感器,又叫次聲傳感器,就是能夠接收次聲波的傳聲器。國(guó)內(nèi)多數(shù)次聲觀測(cè)站采用電容式次聲傳感器。這種電容式次聲波傳感器已在江潮預(yù)警、地震次聲預(yù)報(bào)及地球物理等研究領(lǐng)域中多有使用。