一种控制测量传声器的振膜张力装置及其振膜方法与流程

1.本发明涉及电路经频振荡技术领域，具体涉及一种控制测量传声器的振膜张力装置及其振膜方法。


背景技术：

2.人和动物耳朵中的耳膜对空气振动非常灵敏，当空气振动的能量带动耳膜振动时，耳膜把声音信号转化为生物电信号，电信号再传递给大脑，大脑对接收到的信号进行分析理解，从而对声音产生感知并反馈。音响系统中担当“听觉器官”这一重要角色的就是传声器，在气体媒质中能将声音信号转换成相应电信号的一种电声换能器件。
3.测量传声器是一种在规定工作条件下,已知其灵敏度响应,用于测量声压的声电换能器。一般要求具有灵敏度高、频率响应宽而平直、稳定性好、动态范围大、失真小等特性。并要求体积小,近似为无指向性,以免干扰被测量的声场。
4.在具体使用过程中，测量传声器是利用电容量变化而工作的传声器。传声器的电容与后极板和振膜之间的距离成反比，受到声压激励时，振膜会发生形变，向后极板方向靠近或远离，此时电容量改变，电容的变化将转化为电压的变化。
5.当声波从不同角度入射到传声器振膜时，振膜所受的作用力不同，因此相应的输出也不同，在测量传声器的批量生产过程中，振膜的张力无法得到很好的控制，导致产品一致性差，这就需要在测量传声器的生产完成后，对测量传声器的振膜进行依次校准，费时费力，加大成本的同时，也影响了测量传声器的产生效率。
6.中国专利号cn205249481u公开了一种生产驻极体传声器振膜用绷膜工装，包括环形底座、螺旋圈、压盖，所述环形底座纵切面为两背向l型结构，所述螺旋圈通过螺纹连接于所述环形底座外圈并可通过螺纹上下移动，所述螺旋圈上设有环形凹槽，所述凹槽内设有胶圈，所述环形底座顶部设有垫圈，所述垫圈套于所述螺旋圈内圈，所述压盖上设有环形凸起，所述环形凸起可扣于所述凹槽内，所述压盖与螺旋圈之间压有振膜。
7.上述公开的这种绷膜工装通过向上或向下旋转螺旋圈来实现对振膜的张力调节，但在测量传声器的批量生产过程中，各个螺旋圈本身存在一定的精度误差，从而影响不同测量传声器的张力调节量，无法实现对批量生产的测量传声器进行精准的张力调节。


技术实现要素：

8.本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，测量精准，确保产品一致性好的控制测量传声器的振膜张力装置及其振膜方法。
9.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种控制测量传声器的振膜张力装置，包括依次连接的固定装置、壳体和底座，所述固定装置内设置有静电激励器，壳体顶部设有与静电激励器平行设置的振膜，且静电激励器与振膜之间绝缘设置；所述壳体和底座相连通，且底座内设有朝向振膜设置的信号转换器；所述信号转换器电性连接有音频分析仪，且音频分析仪上电性连接有与静电激励器相连接的静电激励电源；所述壳体上
设有调节振膜张力的振膜环。
10.作为本发明的一种优选方案，所述固定装置为绝缘结构，静电激励器与振膜之间产生电容，且静电激励器与振膜间距为0.5mm-2mm。
11.作为本发明的一种优选方案，所述音频分析仪与静电激励电源之间设有相连接的输出线缆，音频分析仪输出扫频信号通过输出线缆传输至静电激励电源。
12.作为本发明的一种优选方案，所述静电激励电源与静电激励器之间设有相连接的传输线缆，静电激励电源对扫频信号进行放大并与静电激励电源自身产生的电流电压进行叠加，产生偏置式交流信号。
13.作为本发明的一种优选方案，所述静电激励电源将扫频信号放大50-100倍，且静电激励电源自身产生的直流电压为500vdc-1200vdc。
14.作为本发明的一种优选方案，所述静电激励器通过传输线缆接收偏置式交流信号后，静电激励器与振膜之间产生感应电荷。
15.作为本发明的一种优选方案，所述振膜环对振膜进行压紧，且振膜环与壳体螺纹连接。
16.作为本发明的一种优选方案，所述信号转换器包括相连接的前置放大器和测量传声器。
17.一种用于控制测量传声器振膜张力的控制方法，包括以下步骤：步骤s1：将固定装置、壳体和底座进行依次连接，将静电激励器绝缘式放置于固定装置内，在壳体顶部安装与静电激励器相对应的振膜，并在底座内安装信号转换器，将静电激励器与静电激励电源电性连接，信号转换器与音频分析仪电性连接，且音频分析仪与静电激励电源也电性连接；步骤s2：音频分析仪输出扫频信号，该扫频信号通过输出线缆传输至静电激励电源；步骤s3：静电激励电源接收该扫频信号后，将该扫频信号放大50-100倍，并与静电激励电源自身产生的直流电压500vdc-1200vdc进行叠加，产生一个高压偏置的交流信号，通过传输线缆传输至静电激励器；步骤s4：静电激励器与振膜平行设置，且静电激励器与振膜之间通过固定装置绝缘，在静电激励器接收到高压偏置的交流信号后，静电激励器与振膜形成电容器，且静电激励器与振膜之间间距为0.5mm-2mm；步骤s5：在静电激励器接收到高压偏置的交流信号后，静电激励器与振膜之间产生感应电荷，两感应电荷的变化产生库仑力拉动振膜产生形变；步骤s6：产生的库伦力使振膜产生相对应的频率的振动，振膜振动从而产生声音信号；步骤s7：声音信号通过壳体和底座传输至信号转换器，信号转换器将声信号转换成电信号，经过输入线缆传输至音频分析仪进行数据分析；步骤s8：音频分析仪根据采样到的信号进行数据分析，分析出振膜谐振的频率；步骤s9：通过振膜环调节振膜的张力，实现控制振膜的谐振频率即可控制振膜的张力。
18.作为本发明的一种优选方案，所述步骤s7中信号转换器包括相连接的前置放大器
和测量传声器，测量传声器将声信号转换成电信号，再由前置放大器进行阻抗变换后，经过输入线缆传输至音频分析仪进行数据分析。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过静电使得振膜与静电激励器之间产生交变的库仑力，从而激发振膜振动产生相应的声音信号，并通过测量传声器压力环境测试声音信号，整体结构简单，操作便捷。
20.2、通过音频分析仪分析谐振频率从而分析振膜的张力，实现控制振膜的谐振频率即可控制振膜的张力，从而依次对振膜的谐振频率进行检测过程中，确保振膜的一致性。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图；附图标记：静电激励器101，传输线缆102，静电激励电源103，输出线缆104，音频分析仪105，输入线缆106，底座107，前置放大器108，测量传声器109，固定装置110，壳体201，振膜环202，振膜203，壳体空腔301，通孔302，底座空腔303。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
23.如图1所示，一种用于控制测量传声器振膜张力的控制装置，包括依次连接的固定装置110、壳体201和底座107，所述固定装置110内设置有静电激励器101，壳体201顶部设有与静电激励器101平行设置的振膜203，且静电激励器101与振膜203之间绝缘设置；所述壳体201和底座107相连通，且底座107内设有朝向振膜203设置的信号转换器；所述信号转换器电性连接有音频分析仪105，且音频分析仪105上电性连接有与静电激励器101相连接的静电激励电源103；所述壳体201上设有调节振膜203张力的振膜环202。
24.壳体201与底座107之间通过热熔胶刚性连接，且壳体201与底座107均为中空结构，壳体201中部形成有壳体空腔301，底座107中部形成有底座空腔303，信号转换器设置于底座空腔303内，且底座107顶部形成有通孔302，壳体空腔301、通孔302与底座空腔303相连通，便于振膜203在振动过程中声音的传递。
25.固定装置110连接于壳体201顶部，固定装置110、壳体201和底座107自上而下依次连接，且固定装置110、壳体201和底座107连接于同一直线上，固定装置110和底座107连接于壳体201的相对两端，固定装置110可为橡胶、塑料等绝缘材料，且固定装置110底部位于静电激励器101与振膜203之间，同时固定装置110包裹静电激励器101设置。
26.固定装置110为绝缘结构，静电激励器101与振膜203之间产生电容，且静电激励器101与振膜203间距为0.5mm-2mm，由于两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容器，在静电激励器101与振膜203均为导体的情况下，并在静电激励器101与振膜203中间夹一层不导电的绝缘固定装置110，从而使得静电激励器101与振膜203之间产生电容。
27.音频分析仪105与静电激励电源103之间设有相连接的输出线缆104，音频分析仪105输出扫频信号通过输出线缆104传输至静电激励电源103，音频分析仪105内设有音频信号发生器，作为激励信号源，激励信号源输出扫频信号通过输出线缆104传输至静电激励电源103。
28.静电激励电源103与静电激励器101之间设有相连接的传输线缆102，静电激励电源103对扫频信号进行放大并与静电激励电源103自身产生的电流电压进行叠加，产生偏置式交流信号。
29.静电激励电源103将扫频信号放大50-100倍，且静电激励电源103自身产生的直流电压为500vdc-1200vdc，静电激励电源103就是为了满足静电激励器101的工作条件而增设的电源，且静电激励电源103为交直流电源。
30.静电激励器101通过传输线缆102接收偏置式交流信号后，静电激励器101与振膜203之间产生感应电荷，由于当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷，当静电激励器101接收偏置式交流信号后，静电激励器101产生相应的偏置式交流电荷。
31.振膜环202对振膜203进行压紧，且振膜环202与壳体201螺纹连接，壳体201一端支撑振膜203，通过振膜环202与壳体201相对位置的上下调节，可以调节振膜203的张力。
32.信号转换器包括相连接的前置放大器108和测量传声器109，声音信号通过通孔302，壳体空腔301、通孔302传输至测量传声器109，测量传声器109将声信号转换成电信号，再由前置放大器108进行阻抗变换后，经过输入线缆106传输至音频分析仪105进行数据分析。
33.一种用于控制测量传声器振膜张力的控制方法，包括以下步骤：步骤s1：将固定装置110、壳体201和底座107进行依次连接，将静电激励器101绝缘式放置于固定装置110内，在壳体201顶部安装与静电激励器101相对应的振膜203，并在底座107内安装信号转换器，将静电激励器101与静电激励电源103电性连接，信号转换器与音频分析仪105电性连接，且音频分析仪105与静电激励电源103也电性连接。
34.信号转换器、音频分析仪105、静电激励电源103和静电激励器101依次通道线缆相连，固定装置110为中空的箱体结构，静电激励器101放置于固定装置110底部，信号转换器挂接于底座107中部，振膜203通过振膜环202压紧式设置于壳体201顶部。
35.固定装置110为塑料、橡胶等绝缘材质，且固定装置110底部位于静电激励器101与振膜203之间。
36.步骤s2：音频分析仪105输出扫频信号，该扫频信号通过输出线缆104传输至静电激励电源103，频率范围内不做特定约束，电压幅值不做特定约束。
37.步骤s3：静电激励电源103接收该扫频信号后，将该扫频信号放大50-100倍，并与静电激励电源103自身产生的直流电压500vdc-1200vdc进行叠加，产生一个高压偏置的交流信号，通过传输线缆102传输至静电激励器101。
38.静电激励电源103就是为了满足静电激励器101的工作条件而增设的电源，且静电激励电源103为交直流电源。
39.步骤s4：静电激励器101与振膜203平行设置，且静电激励器101与振膜203之间通过固定装置110绝缘，在静电激励器101接收到高压偏置的交流信号后，静电激励器101与振膜203形成电容器，且静电激励器101与振膜203之间间距为0.5mm-2mm。
40.确保静电激励器101与振膜203处于相互靠近状态，且静电激励器101与振膜203均为导体结构。
41.步骤s5：在静电激励器101接收到高压偏置的交流信号后，通过传输线缆102传导至静电激励器101后，静电激励器101与振膜203之间产生感应电荷，两感应电荷的变化产生
库仑力拉动振膜203产生形变。
42.库仑力为静止带电体之间的相互作用力。带电体可看作是由许多点电荷构成的，每一对静止点电荷之间的相互作用力遵循库仑定律，又称静电力，由于静电激励器101接收的信号为高压偏置的交流信号，电流的方向和大小始终发生实时变化，从而静电激励器101与振膜203收到的库仑力发生实时变化。
43.步骤s6：产生的库伦力使振膜203产生相对应的频率的振动，振膜203振动从而产生声音信号，库仑力的振幅频率对应振膜203产生的振动频率，从而造成振膜203的振动，产生相应的声音信号频率。
44.步骤s7：声音信号通过壳体201和底座107传输至信号转换器，信号转换器将声信号转换成电信号，经过输入线缆106传输至音频分析仪105进行数据分析。
45.步骤s8：音频分析仪105根据采样到的信号进行数据分析，分析出振膜203谐振的频率。
46.步骤s9：通过振膜环202调节振膜203的张力，实现控制振膜203的谐振频率即可控制振膜203的张力。
47.信号转换器包括相连接的前置放大器108和测量传声器109，测量传声器109将声信号转换成电信号，再由前置放大器108进行阻抗变换后，经过输入线缆106传输至音频分析仪105进行数据分析。
48.振膜203、振膜环202、壳体201与底座107刚性连接并导电且接地，在使用过程中具有更好的安全性。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
50.尽管本文较多地使用了图中附图标记：静电激励器101，传输线缆102，静电激励电源103，输出线缆104，音频分析仪105，输入线缆106，底座107，前置放大器108，测量传声器109，固定装置110，壳体201，振膜环202，振膜203，壳体空腔301，通孔302，底座空腔303等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。