CN116828372A - 自校准传声器系统及传声器校准方法 - Google Patents
自校准传声器系统及传声器校准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116828372A CN116828372A CN202310815752.2A CN202310815752A CN116828372A CN 116828372 A CN116828372 A CN 116828372A CN 202310815752 A CN202310815752 A CN 202310815752A CN 116828372 A CN116828372 A CN 116828372A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microphone
- self
- base
- calibrating
- piston
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本申请公开了自校准传声器系统及校准方法，自校准传声器系统包括传声器以及外壳，所述传声器设置于外壳上，且所述传声器位于外壳外，还包括固定座、电机、活塞、弹性件、驱动轮以及基座，所述固定座设置于外壳内，所述电机设置于固定座上，所述驱动轮安装于所述电机的轴上，所述基座与所述固定座配合在一起，所述基座上开设有通孔，所述活塞滑动设置于所述通孔内，所述弹性件设置于基座上，所述驱动轮上设置有曲面，所述驱动轮的曲面以及弹性件分别从活塞的两侧贴紧活塞。
Description
技术领域
本发明涉及传声器领域，尤其涉及一种自校准传声器系统及传声器校准方法。
背景技术
电容传声器被用于环境噪声监测设备上，通常与前置放大器及防护外壳组件等构成一个户外电容传声器系统。环境噪声监测设备通常被安装固定且无人值守的场合，户外电容传声器系统通常安装在高处以减少遮挡，这样的环境不方便进行常规的声校准，并且室外环境复杂多变，温度湿度气压变化都会造成传声器的灵敏度变化。因此户外电容传声器系统应用于全天候的监测任务时，需要能对传声器进行日常校准检验，便于及时修正误差，避免噪声监测结果产生偏差。
目前行业中常用于户外电容传声器自校准的技术是静电激励（如专利公开文献CN115665641A中所示），该方案是在确定的距离上利用高压产生一个静电场吸附电容传声器的膜片，使电容传声器的膜片产生对应的振动，电容传声器产生相应的电压变化与输入的高压信号幅度有关。但是静电激励法在电场强度较高，湿度高的环境中都会被影响，造成校准结果误差大。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种自校准传声器系统及传声器校准方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种自校准传声器系统，包括传声器以及外壳，所述传声器设置于外壳上，且所述传声器位于外壳外，还包括固定座、电机、活塞、弹性件、驱动轮以及基座，所述固定座设置于外壳内，所述电机设置于固定座上，所述驱动轮安装于所述电机的轴上，所述基座与所述固定座配合在一起，所述基座上开设有通孔，所述活塞滑动设置于所述通孔内，所述弹性件设置于基座上，所述驱动轮上设置有曲面，所述驱动轮的曲面以及弹性件分别从活塞的两侧贴紧活塞。
本种系统中，固定座、基座、活塞、电机以及弹性件组成了一台类似活塞的发声机构，当电机转动时，电机的轴带动驱动轮转动，而由于驱动轮与活塞接触的面为曲面，当电机转动时，可以带动基座通孔内的活塞沿着通孔移动，而弹性件又抵住活塞使得活塞具有向驱动轮一侧移动的趋势，所以活塞会在驱动轮以及弹性件的作用下做往复运动。具体本系统中，活塞的移动方向平行于电机的轴，这样可以更好地减小整台设备的体积。由于本种机构采用了活塞发声的设计原理，在户外使用环境中不受温度、湿度以及电场的影响，可靠性更强。
本种自校准传声器系统配合使用的环境噪声监测设备应具有气压检测模块，这样可以对气压变换导致的校准信号的变化进行修正。
可选的，活塞有两个或四个，活塞环绕电机轴向均匀分布，且活塞处于平行且不接触的状态。
可选的，所述弹性件为金属弹性触杆。
可选的，所述传声器为电容传声器，所述电容传声器通过螺纹连接的方式与外壳配合在一起，所述电容传声器内的腔体与所述外壳内部处于连通状态。
可选的，还包括放大器电路板，所述放大器电路板与所述传声器以及电机电连接。
可选的，所述外壳为金属材质的外壳，所述外壳设置有导电针，所述导电针与所述传声器以及电路板电连接。
具体外壳内部设置有支架，导电针通过支架安装在壳体内，支架为镂空装的支架，所以支架不影响外壳内的空间与传声器内部腔体的连通。
可选的，所述驱动轮位于固定座及基座之间。
可选的，所述驱动轮不与基座及固定座接触。
可选的，还包括电缆连接座，所述电缆连接座设置于所述外壳上。
具体电缆连接座与传声器分别位于外壳的两端。电缆连接座的作用是与环境噪声监测设备进行数据传输。
一种传声器校准方法，采用如上所述自校准传声器系统进行。
本发明的有益效果是：采用了活塞发声的设计原理，在户外使用环境中不受温度、湿度以及电场的影响，发声精度更高，更容易达到高声压级，失真小，可靠性更强。
附图说明
图1是自校准传声器系统示意简图；
图2是基座与固定座的配合关系示意图；
图3是活塞与基座的配合关系示意图；
图4是固定座与电机的位置关系示意图。
图中各附图标记为：1、传声器；101、绝缘片；2、支架；3、导电针；4、外壳；5、弹性件；6、活塞；7、基座；8、驱动轮；801、曲面；9、固定座；10、电机；1101、第一电缆束；1102、第二电缆束；12、电机电缆束；13、放大器电路板；14、电缆集束；15、电缆连接座。
具体实施方式
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
实施例1
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，一种自校准传声器1系统，包括传声器1以及外壳4，传声器1设置于外壳4上，且传声器1位于外壳4外，还包括固定座9、电机10、活塞6、弹性件5、驱动轮8以及基座7，固定座9设置于外壳4内，电机10设置于固定座9上，驱动轮8安装于电机10的轴上，基座7与固定座9配合在一起，基座7上开设有通孔，活塞6滑动设置于通孔内，弹性件5设置于基座7上，驱动轮8上设置有曲面801，驱动轮8的曲面801以及弹性件5分别从活塞6的两侧贴紧活塞6。
本种系统中，固定座9、基座7、活塞6、电机10以及弹性件5组成了一台类似活塞发声器的发声机构，当电机10转动时，电机10的轴带动驱动轮8转动，而由于驱动轮8与活塞6接触的面为曲面801，当电机10转动时，可以带动基座7通孔内的活塞6沿着通孔移动，而弹性件5又抵住活塞6使得活塞6具有向驱动轮8一侧移动的趋势，所以活塞6会在驱动轮8以及弹性件5的作用下做往复运动。具体本系统中，活塞6的移动方向平行于电机10的轴。由于本种机构采用了活塞发声的设计原理，在户外使用环境中不受温度、湿度以及电场的影响，可靠性更强。
本种自校准传声器1系统配合使用的环境噪声监测设备应具有气压检测模块，这样可以对气压变换导致的校准信号的变化进行修正。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，活塞6有两个（也可以是四个），活塞环绕电机轴向均匀分布，且活塞之间处于平行且不接触的状态。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，弹性件5为金属弹性触杆。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，传声器1为电容传声器1，电容传声器1通过螺纹连接的方式与外壳4配合在一起，电容传声器1内的腔体与外壳4内部处于连通状态。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，还包括放大器电路板13，放大器电路板13与传声器1以及电机10电连接。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，外壳4为金属材质的外壳4，外壳4设置有导电针3，导电针3与传声器1以及电路板电连接。
具体壳体为金属材质的壳体，导电针3为金属材质的导电针3，基座7为金属材质的基座7，
壳体与放大器电路板13之间通过第一电缆束1101相接，导电针3一端与传声器导通，导电针3另一端与基座7导通，基座7固定在外壳内，基座7与外壳之间采取绝缘处理，确保基座与外壳之间不导通，基座7与放大器电路板13之间通过第二电缆束1102相接，电机10与放大器电路板13之间通过电机10电缆束相接，放大器电路板13上的电缆集束14与电缆连接座15相接。
具体外壳4内部设置有支架2，导电针3通过支架2安装在壳体内，支架2为镂空装的支架2，所以支架2不影响外壳4内的空间与传声器1内部腔体的连通。传声器内的绝缘片位于传声器腔体内。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，驱动轮8位于固定座9及基座7之间。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，驱动轮8不与基座7及固定座9接触。
如附图1、附图2、附图3以及附图4所示，还包括电缆连接座15，电缆连接座15设置于外壳4上。
具体电缆连接座15与传声器1分别位于外壳4的两端。电缆连接座15的作用是与环境噪声监测设备进行数据传输。
本系统中采用了活塞发声机构，活塞产生的声压级在标准大气压下的计算公式如下
p=γ*P0*2*Ap*S/(1.414*V) （公式1）
其中，γ为腔中的气体常数；V为腔体的有效容积；S为活塞振幅；P0为标准大气压值（101.325kPa）；Ap为单个活塞面积。
Lp=20*lg(p/p0) （公式2）
其中Lp为活塞生成的声压级;p0为参考声压，p0=2*10-5Pa。
活塞发声静压修正公式如下：
Kp=20*lg(P/P0) （公式3）
其中Kp为静压修正值，范围dB；P为检定时静压值，单位为kPa；P0为标准大气压值（101.325kPa）。
由以上公式，可以发现，活塞产生的声压级在温度变化不大的使用环境（-20-60℃）中，零件尺寸变化很小，对产生的声压级可以忽略不计。此时活塞产生的声压级只与气压有关，通过静压修正公式可以完成修正，所以该系统生成的校准声信号具有高精度、高稳定性的特点，非常适合户外监测系统使用。
实施例2
一种采用如实施例1所示的自校准前置放大器的传声器校准方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自校准传声器系统，包括传声器以及外壳，所述传声器设置于外壳上，且所述传声器位于外壳外，其特征在于，还包括固定座、电机、活塞、弹性件、驱动轮以及基座，所述固定座设置于外壳内，所述电机设置于固定座上，所述驱动轮安装于所述电机的轴上，所述基座与所述固定座配合在一起，所述基座上开设有通孔，所述活塞滑动设置于所述通孔内，所述弹性件设置于基座上，所述驱动轮上设置有曲面，所述驱动轮的曲面以及弹性件分别从活塞的两侧贴紧活塞。
2.如权利要求1所述的自校准传声器系统，其特征在于，所述活塞有两个或四个，活塞环绕电机轴向均匀分布。
3.如权利要求1或2所述的自校准传声器系统，其特征在于，所述弹性件为金属弹性触杆。
4.如权利要求1所述的自校准传声器系统，其特征在于，所述传声器为电容传声器，所述电容传声器通过螺纹连接的方式与外壳配合在一起，所述电容传声器内的腔体与所述外壳内部处于连通状态。
5.如权利要求1所述的自校准传声器系统，其特征在于，还包括放大器电路板，所述放大器电路板与所述传声器以及电机电连接。
6.如权利要求5所述的自校准传声器系统，其特征在于，所述外壳为金属材质的外壳，所述外壳设置有导电针，所述导电针与所述传声器以及电路板电连接。
7.如权利要求1所述的自校准传声器系统，其特征在于，所述驱动轮位于固定座及基座之间。
8.如权利要求7所述的自校准传声器系统，其特征在于，所述驱动轮不与基座及固定座接触。
9.如权利要求1所述的自校准传声器系统，其特征在于，还包括电缆连接座，所述电缆连接座设置于所述外壳上。
10.一种传声器校准方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述自校准传声器系统进行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310815752.2A CN116828372A (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 自校准传声器系统及传声器校准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310815752.2A CN116828372A (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 自校准传声器系统及传声器校准方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116828372A true CN116828372A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88142781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310815752.2A Pending CN116828372A (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 自校准传声器系统及传声器校准方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116828372A (zh) |
-
2023
- 2023-07-05 CN CN202310815752.2A patent/CN116828372A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10737933B2 (en) | Flush-mount micromachined transducers | |
| CN1325015A (zh) | 用于无损测量薄层厚度的方法和仪器 | |
| CN201837364U (zh) | 一种拉压应变式传感器 | |
| US2580407A (en) | Pressure operated resistor | |
| CN116828372A (zh) | 自校准传声器系统及传声器校准方法 | |
| CN110677798A (zh) | 具有自校准功能的传声器及其校准方法、传声系统和声音检测系统 | |
| EP3223541B1 (en) | An outdoor multi-microphone system with an integrated remote acoustic calibration | |
| CN110657880B (zh) | 一种基于共振空气腔的新型水听器 | |
| RU198558U1 (ru) | Акустический преобразователь | |
| CN107631821A (zh) | 一种柔性盘的动态应力测试方法及测试装置 | |
| CN110420824A (zh) | 一种水下声源 | |
| JP2021507237A (ja) | 自動車のトランスミッションのための圧力測定ユニットおよび接続アセンブリ | |
| AU2018407961A1 (en) | Integrated physiological signal detection sensor | |
| CN113503958A (zh) | 宽频振动信号传感器及其信号处理装置 | |
| CN108645502B (zh) | 一种航天飞行器噪声测量用驻极体噪声传感器 | |
| US7365476B2 (en) | Methods and systems for supporting acoustical transducers | |
| CN220985852U (zh) | 一种用于电容传声器的前置放大器的测试装置及其测试系统 | |
| Rasmussen | Trends in the development of measurement microphones | |
| JP2004007427A (ja) | 静電マイクロホン変換器 | |
| JP6827866B2 (ja) | 検出装置および回路基板 | |
| CN220455346U (zh) | 加速度传感器及电子设备 | |
| CN116839714A (zh) | 水听器加速度响应真空校准装置 | |
| CN110602615A (zh) | 用于振动感测装置的振动组件以及振动感测装置 | |
| CN105021273A (zh) | 加速规 | |
| CN113079450B (zh) | 探针式麦克风的校准装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |