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声音传感器的原理及应用

浏览数量:12     作者:本站编辑     发布时间: 2019-05-13      来源:本站

声音传感器又可称之为声敏传感器,它是一种在气体液体或固体中传播的机械振动转换成电信号的器件或装置。它采用接触或非接触的方式检测信号。声敏传感器的种类很多,按测量原理可分为压电、电致伸缩效应、电磁感应、静电效应和磁致伸缩等等。

 

噪声传感器是由于传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒,驻极体面与背电极相对,中间有一个极小的空气隙,形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质,以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时;改变了电容两极版之间的距离,从而引起电容的容量发生变化,由于驻极体上的电荷数始终保持恒定,根据公式:Q =CU所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化,从而输出电信号,实现声音信号到电信号的变换。具体来说,驻极体总的电荷量是不变,当极板在声波压力下后退时,电容量减小,电容两极间的电压就会成反比的升高,反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来,同时进行放大,从而可以得到和声音对应的电压了。由于场效应管时有源器件,需要一定的偏置和电流才可以工作在放大状态,因此,驻极体话筒都要加一个直流偏置才能工作。

 

众所周知,传感器的应运而生着实极大地改变了我们的生活,为所有人的生活创造的便利也是全方位的。从热敏元件、光敏元件、气敏元件再到声敏元件等等,足已看出种类齐全,功能强大而又神奇的传感器多么伟大。就像装了声敏元件的设备,可以随着我们的语言来做出相应的反应,有没有觉得蛮神奇蛮好玩的?而当下,传感器的技术也在不断地提高创新当中,但种类繁多,功能复杂而又强大,致使很多人对传感器知之甚少,更不要提它的应用范围了

 

1.声音传感器在军事上的应用

声音传感器目前已在地面传感器侦察监视系统中广泛应用,其大优点是分辨力强。如果运动目标是人员,则不仅可以直接听到声音,而且还能根据话音察明其国籍、身份和谈话内容;如果运动目标是车辆,则可根据声响判断车辆种类。如美国陆军使用的一种可悬挂在树上的被称为音响浮标的装置探测距离300~400米,接近人的听觉范围。

 

2.声音传感器在医疗上的应用

光纤麦克风具有对磁场的天然的抗干扰能力,可以应用于核磁共振成像的通信,是一在核磁共振成像扫描时可以在病人和医生之间进行通讯的麦克风

 

3.声音传感器在生活上的应用

音响入侵探测器:除了可用于门户的入口控制以外,还可用来监控入侵者出现的区域。其突出优点是,它可用来鉴别引起报警的原因。此外,声音传感器在汽车防盗及航空探测等方面都有涉及,声音传感器的对声纳系统的改进也贡献不小。各式各样的声控开关也大放异彩。日本研制开发出一种声控电视机,可储存两个人的声控指令,包括开机工作、转换频道、调换色彩以及关机等,都可以用声音指令进行控制。

 

4.声音传感器在工业上的应用

声波传感器利用锆钛酸铅PZT压电陶瓷在电能与机械能之间相互转换的正、逆压电效应,既在压电陶瓷加一电信号,便产生机械振动而发射超声波,当超声波在空气传播途中碰到障碍物立即被反射回来,作用于它的陶瓷时,则会有电信号输出,通过数据处理时间差测距,计算显示车与障碍物的距离。这种传感器用作汽车倒车防撞报警器装置;缝纫设备生产厂家大部分已采用电子检测仪器声响检验何处是机器大声源的产生处,测定零部件受力大小、振动大小等。


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