[发明专利]扬声器振膜材料动态复弹性模量及阻尼测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及扬声器振膜的测试仪器，尤其涉及一种扬声器振膜材料动态复弹性模量及阻尼测试仪。

背景技术

扬声器发声的主要部件是振膜，而振膜的性能取决于振膜的几何形状、振膜的材料和振膜的加工工艺。当振膜的几何形状设计完成之后，振膜的材料和加工工艺对扬声器性能和音质有举足轻重的影响。对于纸浆类振膜音质柔和耐听，而且工艺成熟、成本低廉，其音色又为人们所习惯、接受和认可，因此，目前使用最多、应用最广的扬声器振膜材料仍是纸浆材料，即纸盆。由于振膜材料属于非金属材料，且柔性大，对其材料动态性能的研究一直是个难题。已有的动态测试方法为了获得试样的振动信号，采用在试样上粘贴金属材料的激振拾振方法，操作和调试复杂，测试误差大，且力学模型没有考虑纸盆材料的粘弹性特性，而是利用了完全弹性模型，所以没有实际的应用。而静态法测量时加载速度慢，存有弛豫过程，不能真实地反映材料内部结构变换。

为了得到音质优良的扬声器，均要求扬声器同时具备承受功率大、动态范围大、失真小、频响宽广平坦和瞬态响应良好的特性。而生产高性能的电声器件需要有可靠的材料测试仪器，通过测试获得材料的动态性能，以指导扬声器纸盆的设计和生产。因此，研发一种既方便、实用，又具有较高精度的复弹性模量及内阻尼测试仪器，可以有效的指导扬声器振膜的设计、研究和实际生产，为扬声器生产企业选择纸盆材料提供依据，也可以为新型纸盆材料的开发提供理论指导，具有深远的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，采用非接触式的激振系统和拾振系统，被测材料采用悬臂梁模型，成功研制出一种测试精度、测试效率较高的扬声器振膜材料动态复弹性模量及阻尼测试仪。该测试仪用于轻薄试样的测量，完全克服了接触式测量系统与试样接触造成的误差。

为实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种扬声器振膜材料动态复弹性模量及阻尼测试仪，其特征在于：包括用于对被测试样产生声压激振的激振系统和用于采集、分析、处理被测试样产生的振动信号的激光拾振系统，所述激振系统包括音频扫频信号发生器、功率放大器和扬声器，所述激光拾振系统包括激光传感器、放大器和装有采集卡的计算机，所述扬声器和激光传感器分别置于被测试样的两侧，所述音频扫频信号发生器与功率放大器连接，功率放大器与扬声器连接；所述激光传感器与放大器连接，放大器与计算机里的采集卡连接。

本发明所产生的有益效果是：

1.采用了非接触的测量技术，由于没有在试样上粘贴金属，保证了试样的质量、刚度和阻尼不变，测试精度高，且安装调试简单，测试效率高。

2.本发明基于材料的粘弹性特性建立了力学模型(悬臂梁模型)，使得理论模型更接近试样真实的受力情况，从而减小理论带来的分析误差，并通过模块化的软件设计，计算试样的复弹性模量及内阻尼，不仅计算精度高，且测试、存储方便。

3.本发明不但适于为扬声器生产企业选择振膜材料提供依据，也可以为各种研究机构开发新型振膜材料提供理论指导。

附图说明

图1为本发明的硬件系统连接框图并作为摘要附图；

图2为软件模块及功能方框图；

图3为本发明的幅频特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明硬件系统(见附图)包括用于对被测试样产生声压激振的激振系统和用于采集、分析、处理被测试样产生的振动信号的激光拾振系统，激振系统包括音频扫频信号发生器、功率放大器和扬声器，激光拾振系统包括激光传感器、放大器和装有采集卡的计算机，扬声器和激光传感器分别置于被测试样的两侧，音频扫频信号发生器与功率放大器连接，功率放大器与扬声器连接；激光传感器与放大器连接，放大器与计算机里的采集卡连接。

音频扫频信号发生器采用的是产生正弦信号的音频扫频信号发生器。数据采集卡采集经过激光传感器检测到的试样的振动信号，该数据采集卡可安装在各种微处理器的插槽内，由微处理器进行采样、存储、分析处理并通过显示屏予以显示。

动态复弹性模量和内阻尼是指导纸盆研制和生产的重要指标，要求仪器测试精度高，操作简单。为了实现此目的，必需建立基于计算机的信号采集和分析系统。信号源能够在低频段产生稳定的正弦信号，且通过功率放大器，产生足够的功率推动扬声器工作以产生声压。