扬声器音盆杨氏模量与损耗因数的测定新方法及装置研发

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扬声器音盆的性能对扬声器及其系统的性能及音质有着重要的作用,掌握扬声器音盆的主要性能指标:杨氏模量,损耗因数(内阻尼),声速。可以指导扬声器及其系统的开发和设计,同时对扬声器音盆的选材和设计,对音盆的生产质量控制也有决定性作用。已有的测试扬声器音盆杨氏模量与损耗因数的方法普遍存在一定的缺陷和局限性,即及只能针对形状为平直且均厚的试样进行测试,这些方法可以将原材料抄成平直且均厚的纸片进行测试相关数据,但由于扬声器音盆具有一定的弯曲弧度,而且不均厚,已有的方法在实际测量纸盆试样的时候会存在测试误差大,测试结果可重复性低的缺陷,所以这些已有的方法只能对扬声器音盆原材料进行检测。但在抄纸过程中由于工艺条件的影响,加工成型的纸盆其杨氏模量与损耗因数对比成型前的原材料已经发生了变化,所以音盆原材料的测试参数并不代表音盆成型后的参数,对扬声器及其系统的设计和开发并无实际指导意义。针对之前方法的缺陷,本文专门针对扬声器音盆弯曲和不均厚的特点进行研究,开发出第一台真正适用于扬声器音盆杨氏模量与损耗因数测试的仪器。本文研究了利用“舌簧片振动法”测试杨氏模量。本方法建立了套扬声器音盆杨氏模量与损耗因数的测试系统,本系统包括五部分:控制系统部分;激振系统部分;拾振系统部分;分析软件部分;操做部分。控制系统部分有七个模块,用于控制整个操作的自动化过程。激振系统由信号发生器对扬声器发出正弦波扫频信号,由扬声器发出声波对试样进行激振。拾振系统由激光位移传感器对试样的振动做完全无接触式检测,并将检测信号竟A/D转换后输入CPU做分析处理,计算出试样杨氏模量与损耗因数数值,并通过操作屏显示,操作屏用于原始数据的输入和测试结果的记录和分析。本方法的创新点在于在拾振系统部分设计了三维自动导轨,激光传感器可以在自动导轨的带动下由试样的上端到下端进行连续多点测量,激光传感器的运动轨迹与试样的弯曲弧度保持一致,并将所有测试点的杨氏模量与损耗因数数值进行平均,从而对由于扬声器音盆厚度不均匀造成的测试误差做出修正。在对弯曲试样从上到下的测试过程中,激光传感器不但保持与音盆弧度相同的运行轨迹,同时自动检测探头到弯曲试样的垂直距离,使激光传感器每次都垂直于试样的位置进行信号检测,减少由于扬声器音盆弯曲造成的测量误差。测试数据以日本1987年度出版的理科年表中所列出的几种代表性物质的杨氏模量值为参考值进行验证,证明本方法测试结果非常精确,经反复实验证明该方法具有较高的精确性,可重复性和可靠性可达到测试扬声器音盆杨氏模量与损耗因数的实际需求。
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