Для расчета 
необходимо использовать уравнение (4) и с высокой точностью определить все факторы, влияющие на 
(см. 7.3), в частности - акустический импеданс микрофонов.
необходимо использовать уравнение (4) и с высокой точностью определить все факторы, влияющие на (см. 7.3), в частности - акустический импеданс микрофонов. Рекомендуемые размеры для плосковолновых камер приведены в таблице С.1 и показаны на рисунке С.1.
 | |
| 377 × 301 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - микрофон; 2 - изолятор; 3 - капиллярные трубки
Рисунок С.1 - Эскиз плосковолновой камеры
Таблица С.1 - Номинальные размеры плосковолновых камер
Размеры в миллиметрах
| Обозначение размеров | Лабораторные эталонные микрофоны | ||
| Тип LS1P | Тип LS2aP | Тип LS2bP | |
 А | 23,77 | 13,2 | 12,15 |
| В | 18,6 | 9,3 | 9,8 |
| С | 18,6 | 9,3 | 9,8 |
| D | 1,95 | 0,5 | 0,7 |
| Е | 3,5-9,5 | 3-7 | 3,5-6 |
С.3 Камеры большего объема
Камеры большего объема имеют объем больше объема плосковолновых камер, и их размеры выбраны так, чтобы уменьшение давления на мембране из-за радиальных мод частично компенсировалось увеличением давления из-за продольной моды. Оптимальное отношение длины к диаметру - около 0,3, и оно зависит от глубины передних полостей микрофонов.
Такие камеры связи используют в воздухе для градуировки лабораторных эталонных микрофонов типа LS1Р вплоть до 2,5 кГц и типа LS2P до 5 кГц при введении эмпирических поправок на волновое движение. Если необходима высокая точность, рекомендуется определять поправку на волновое движение для каждой индивидуально изготовленной камеры связи, поскольку волновая картина в камере в значительной степени зависит от ее размеров. Для расчета должно быть использовано выражение (3), для которого необходимо определить сумму переднего объема полости и эквивалентного объема микрофонов. Рекомендуемые размеры камер большего объема приведены в таблице С.2 и показаны на рисунке С.2.
должно быть использовано выражение (3), для которого необходимо определить сумму переднего объема полости и эквивалентного объема микрофонов. Рекомендуемые размеры камер большего объема приведены в таблице С.2 и показаны на рисунке С.2.  | |
| 495 × 354 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - микрофон; 2 - изолятор; 3 - капиллярные трубки
Рисунок С.2 - Эскиз камеры большего объема
Таблица С.2 - Номинальные размеры и допуски для камер большего объема
Размеры в миллиметрах
| Обозначение размеров | Лабораторные эталонные микрофоны | ||
| Тип LS1P | Тип LS2aP | Тип LS2bP | |
| А | 23,77 | 13,2 | 12,15 |
| В | 18,6 | 9,3 | 9,8 |
| С | 42,88±0,03 | 18,30±0,03 | 18,30±0,03 |
| D | 1,95 | 0,5 | 0,7 |
| Е | 12,55±0,03 | 3,50±0,03 | 3,50±0,03 |
| F | 0,80±0,03 | 0,40±0,03 | 0,40±0,03 |
В таблице С.3 приведены типовые поправки на волновое движение для камеры связи большего объема, используемой совместно с микрофонами типа LS1P. Значения поправок должны быть прибавлены к уровню чувствительности по давлению, определенному для камеры связи, наполненной воздухом, или могут быть введены тогда, когда практические поправки для индивидуальной камеры с микрофонами не определяли. Эти же поправки могут быть использованы и при заполнении камеры водородом, если частотную шкалу умножить на коэффициент, равный отношению скорости звука в объеме с заданной концентрацией водорода к соответствующей скорости в воздухе.
Таблица С.3 - Поправки на волновое движение в воздухе, определенные экспериментально для камеры большего объема, применяемой с микрофонами типа LS1Р
| Частота, Гц | Поправка, дБ |
| 800 и ниже | 0,000 |
| 1000 | -0,002 |
| 1250 | -0,013 |
| 1600 | -0,034 |
| 2000 | -0,060 |
| 2500 | -0,087 |
С.4 Библиография
| [С.1] | MIURA, Н. and MATSUI, Е. On the analysis of the wave motion in a coupler for the pressure calibration of laboratory standard microphones. J. Acoust. Soc. Japan 30, 1974, pp.639-646 |
| [С.2] | RASMUSSEN, K. Radial wave-motion in cylindrical plane-wave couplers. Acta Acustica, 1, 1993, pp.145-151 |
| [С.3] | GUIANVARC’H, C; DUROCHER, J.N.; BRUNEAU, A.; BRUNEAU, M. Improved Formulation of the Acoustic Transfer Admittance of Cylindrical Cavities. Acta Acustica united with Acustica, 92, 2006, pp.345-354 |
| [С.4] | KOSOBRODOV, R. and KUZNETSOV, S. Acoustic Transfer Impedance of Plane-Wave Couplers, Acta Acustica united with Acustica, 92, 2006, pp.513-520 |
Приложение D
(справочное)
Влияние окружающей среды на чувствительность микрофонов
D.1 Общие сведения
Настоящее приложение содержит сведения о влиянии статического давления и температуры на чувствительность микрофонов.
D.2 Основные соотношения
Чувствительность конденсаторного микрофона обратно пропорциональна акустическому импедансу микрофона. Упрощенно импеданс микрофона может быть представлен в виде импеданса мембраны (как правило, учитывают ее массу и гибкость), последовательно соединенного с импедансом воздуха в объеме за мембраной.
Импеданс воздуха в объеме за мембраной определяется тремя составляющими:
- тонким слоем воздуха между мембраной и неподвижным электродом, вносящим затухание и массу;
- слоем воздуха в сквозных отверстиях и канавках на неподвижном электроде, вносящим затухание и массу;
- воздухом в полости позади неподвижного электрода, действующим как податливость на низких частотах, а на высоких частотах вносящим дополнительные резонансы из-за волнового движения в полости.
Относительная масса этих трех составляющих определяется конструкцией микрофона. Считают, что плотность и вязкость воздуха линейно зависят от температуры и/или статического давления. Отсюда вытекает, что импеданс микрофона также зависит от статического давления и температуры. Коэффициенты статического давления и температуры для микрофонов определяют как отношение акустического импеданса при опорных условиях к акустическому импедансу при действительных статическом давлении и температуре, соответственно.
D.3 Зависимость от статического давления
Масса и податливость заключенного в полости воздуха зависят от статического давления, тогда как сопротивление допускается считать независимым от статического давления. Коэффициент статического давления, как правило, зависит от частоты, как это показано на рисунке D.1. Для частот выше 0,5 
(
- резонансная частота микрофона) эти частотные изменения в значительной степени зависят от волнового движения в полости за неподвижным электродом. В общем, коэффициент статического давления зависит от конструкции деталей, определяющих форму неподвижного электрода и объема за ним (далее - задний объем), и их фактические значения могут значительно отличаться для двух микрофонов от разных производителей, несмотря на то, что микрофоны могут быть одного и того же типа, например LS1P. Поэтому коэффициенты статического давления, приведенные на рисунке D.1, не следует применять для любого микрофона.
( - резонансная частота микрофона) эти частотные изменения в значительной степени зависят от волнового движения в полости за неподвижным электродом. В общем, коэффициент статического давления зависит от конструкции деталей, определяющих форму неподвижного электрода и объема за ним (далее - задний объем), и их фактические значения могут значительно отличаться для двух микрофонов от разных производителей, несмотря на то, что микрофоны могут быть одного и того же типа, например LS1P. Поэтому коэффициенты статического давления, приведенные на рисунке D.1, не следует применять для любого микрофона.  | |
| 447 × 333 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок D.1 - Зависимость коэффициентов статического давления микрофонов типов LS1Р и LS2P от относительной частоты 
Значение коэффициента статического давления в области низких частот (как правило, на частоте 250 Гц) определяется соотношением между податливостями собственно мембраны и воздуха, заключенного за мембраной. Поскольку чувствительность по давлению в области низких частот определяется результирующей податливостью мембраны и слоя воздуха за мембраной, то коэффициент статического давления для индивидуальных образцов микрофона данного типа в значительной степени зависит от чувствительности микрофона на низкой частоте.
Значение коэффициента статического давления в области низких частот, как правило, находится в пределах от минус 0,01 до минус 0,02 дБ/кПа для микрофонов LS1Р и от минус 0,003 до минус 0,008 дБ/кПа для микрофонов LS2P.
В области очень низких частот в полости за мембраной будет происходить изотермический процесс деформации газа и поэтому податливость полости возрастет. Кроме того, повышается влияние отверстия для выравнивания давления. Этот эффект становится заметным на частотах ниже 2-5 Гц для микрофонов типов LS1 и LS2.
D.4 Зависимость от температуры
Как масса, так и сопротивление воздуха в замкнутой полости зависят от температуры, но податливость принято считать независимой от температуры. Типовая зависимость температурного коэффициента от частоты показана на рисунке D.2.
 | |
| 451 × 326 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок D.2 - Общий вид зависимости температурного коэффициента от частоты для микрофонов типов LS1P и LS2P, вызванной изменением импеданса замкнутого объема воздуха
Изменения температуры воздействуют как на воздух в замкнутом объеме, так и на механические элементы микрофона. Изменение температуры вызывает изменение натяжения мембраны и, следовательно, изменяет ее податливость и расстояние между мембраной и неподвижным электродом. Это приведет к изменению чувствительности на постоянное значение и к небольшому изменению резонансной частоты.
Суммарный температурный коэффициент представляет собой результат линейной комбинации влияния как изменения импеданса замкнутого объема воздуха, так и изменения механического натяжения. Низкочастотное значение температурного коэффициента, как правило, находится в пределах ±0,005 дБ/К для микрофонов типа как LS1Р, так и LS2P. Температурный коэффициент, показанный на рисунке D.2, не следует применять для любого микрофона.
D.5 Библиография
| [D.1] | RASMUSSEN, K. The static pressure and temperature coefficients of laboratory standard microphones. Metrologia, 36, 1999, pp.256-273 |
| [D.2] | KOSOBRODOV, R. and KUZNETSOV, S. Static pressure coefficients of laboratory standard microphones in the frequency range 2-250 Hz. 11 ICSV, 2004, St. Petersburg, Russia, pp.1441-1448 |