声波接收的基本原理

2021-12-31 09:14| 发布者: weixin| 查看: 250| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 声学测量是声学研究的基本手段，而声波的接收是声学测量的基础和首要环节。

声学测量是声学研究的基本手段，而声波的接收是声学测量的基础和首要环节。在空气媒质中最常用的接收声波的传感器称为传声器（microphone，俗称麦克风）。传声器的振膜在声场中由于受到声波产生的力的作用而振动，然后通过某种力电换能方式将此振动转换为输出电信号。

为了测量声场中某一点的声压，必须将传声器置于该点。在声场中，传声器相当于一个弹性体，由于该障碍物的存在，入射声波在此会发生散射。因此，由于传声器的放置使原来的声场受到干扰而发生畸变，传声器实际接收到的声波是已经畸变了的声波。为了了解发生畸变的原因和畸变后声场的规律，在研究声接收原理时还必须掌握障碍物对声波散射的规律。障碍物引起的声散射现象很复杂，通常先假定传声器对声场不产生畸变，然后再考虑障碍物对声波接收特性的影响。利用散射引起的压强增量曲线可以对测量传声器引起的声场畸变作修正。

一般传声器常用来接收声场中某点的声压。接收声波的原理有四种：

  · 压强式；
  · 压差式；
  · 压强与压差复合式；
  · 多声道干涉式。

在声学测量中测量精度较高的通常是压强式。因此，本文只讨论压强式传声器的声接收原理。

压强式传声器对声压的压强发生响应。它的结构很简单：在一密封腔上固定一个受声振膜（如图1）。空腔上有一小孔，它使腔内平均压强与周围大气压强保持平衡。当此装置放于空间时，如果声场不存在则腔内外压强相同，作用在膜片上的合力等于零；如有声波入射，则振膜在腔外的一面受到声压p 的作用，假设振膜的面积为S，接收时对声场扰动不大，而膜片上声压是均匀分布的，则振膜上就产生合力