这些关于传声器的秘密，你都知道吗？

BK声学与振动 · 发表于 2019-1-25 10:31

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物理原理

测量传声器以一种极简单的物理原理为基础：电容。传声器的电容与背板（硬板）和隔膜（拉紧的薄金属箔）之间的距离成反比。感受到声压时，隔膜发生变形，向靠近或远离背板的方向移动，改变系统电容。

电容的变化将转化为电压的变化。大多数测量传声器均以这一原理为基础。

尺寸

测量传声器按大小分为1-、½-、¼- 和1/8英寸四种。隔膜越大，刚度越小，也越容易检测小幅声压变化，但另一方面，检测波长等于或大于隔膜，因此隔膜的尺寸会限制检测频率。大隔膜产生的噪声小，但小隔膜的检测频率大。小传声器在高频时的无指向特性较好。

你知道吗

隔膜位移5纳米意味着什么？

对于典型的½英寸传声器，受到1帕斯卡的压力时，隔膜位移仅5纳米。在相同压力下，与地球等直径的隔膜仅移动5米。

你知道吗

20kHz声波有多长？

频率为20kHz（音频上限）的声波的波长为1.7cm，接近食指的宽度。

你知道吗

误差是这样产生的

频率为20kHz时，在压力场环境中使用自由场传声器会产生接近9dB的误差。

你知道吗

从头发丝到三个埃菲尔铁塔

实验室标准传声器4180和4160是非常稳定的，世界上绝对声学测量都是以他们的灵敏度作为比对，且没有声源能够在宽频带产生足够低的不确定度的声压。

Brüel & Kjær的4191型 ½英寸自由场传感器的动态范围为20dBA-162dB（即142dB）。如果转换为测量距离，这一范围对应于从一缕头发丝到三个埃菲尔铁塔堆叠后的高度。

你知道吗

稳定性有多高？

自1984年起，我们一直认真监测实验室标准传声器4160型与4180型的灵敏度，其稳定性保持在±0.02dB范围内（意味着变化小于0.2%）。这些传声器广泛应用于全球各种校准系统。

确保稳定性

Brüel & Kjær的测量传感器拥有极高的稳定性，不受时间、温度、湿度与环境压力的影响。为实现最佳稳定性，我们精心选择高质材料；实施受控高温处理，模拟老化；释放传声器内部的张力；在生产过程中的每一步都对传声器进行测试。

制造过程中，我们将传声器放在“10级”洁净室内持续清洁，这表示每立方英尺内不足10个颗粒，且颗粒大小不超过0.5 μm。

作为对比，普通房间大约为“1,000,000级”。考虑到背板与隔膜间的距离大约为20 μm，如果腔内存在大于该尺寸的颗粒，将导致稳定性问题-尤其是发生冷凝或温度变化时。

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