[发明专利]一种非线性修正的传声器

说明书

本发明涉及一种非线性修正的传声器，该传声器包括敏感膜、基座主体、低敏感后极板、高敏感后极板、屏蔽腔、高声压输出极、高敏感输出极、放大电路板。通过一个高声压低灵敏度的电容传声器与一个低声压高敏感电容传声器复合在一起，同时检测同一个声压，两个电容共用一个膜片，后极板的中心小面积是高声压电容传声器的后极，后极板的周边大面积是低声压电容传声器的后极，低声压电容传声器的输出是近似线性的，而高敏感电容传声器的输出是非线性的，放大器中利用高压传声器的输出信号来修正高敏感电容传声器的输出。

技术领域

本发明涉及一种非线性修正的传声器，属于传声器技术领域，用于声波(包括次声波) 传感领域。

背景技术

本传声器应用于大动态范围(0.01Pa-20kPa)的次声传声探测领域，从换能方式来分，现有的次声传声器主要有压电式、电容式和电动式，本发明的传声器采用电容式，电容式传声器具有灵敏度高、频率响应宽而平直、稳定性好的特点，现有的电容式传声器探测范围小，最高为几百Pa，究其原因：现有的电容式传声器均存在对大声压检测的非线性问题，原理是：声压引起电容间距的改变量超过了一定的比例，就会呈现出对正压力的灵敏度变高，而对负压力的灵敏度变低，这种不对称现象是很难克服的。

采用电动式、压电式等其他原理的传声器虽然非线性效应不明显，但是存在频带不够宽，带内不平坦，自噪声大，灵敏度低的缺点。

本发明能在保持电容式传声器高灵敏度的优点条件下，显著提高探测范围，解决大动态范围的非线性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电容式传声器的大动态范围非线性问题，提供一种非线性修正的传声器，解决现有电容式传声器检测大声压时出现的非线性问题。

本发明解决现有电容式传声器非线性问题采取以下技术方案：

一般电容式传声器的工作原理为：当声波作用在敏感膜上时，膜随声波发生振动，导致膜与后极板的距离发生变化，从而引起电容量的变化，通过检测电容量的变化即可实现声波的测量。

本发明一种非线性修正的传声器包括敏感膜1、高声压输出极2、高敏感输出极3、放大电路板4、基座主体5、屏蔽腔6、低敏感后极板7、高敏感后极板8，所述低敏感后极板7没有间隙的固装在高声压输出级2上，高敏感后极板8没有间隙的固装在高敏感输出级3上，所述放大电路板4与所述高声压输出极2、高敏感输出极3紧密连接；所述敏感膜1、高声压输出极2、高敏感输出极3、放大电路板4、基座主体5、低敏感后极板7、高敏感后极板8 安装在屏蔽腔6内，所述低敏感后极板7和高敏感后极板8分别输出高声压和高敏感，输出的高声压、高敏感分别通过高声压输出板2、高敏感输出板3与所述信号放大电路板4相连。

所述放大电路板4中的高声压输出级2的信号接入高敏感输出级3的信号放大回路，补偿非线性。

所述屏蔽腔6确保传感器信号质量、消除电磁感应的影响。

所述敏感膜为采用钢、镍或钛金属制成的薄膜，敏感膜上无砂眼。

所述放大电路板4与低敏感后极板7和高敏感后极板8是固定安装在一起的，没有间隙。

所述屏蔽腔6为钢材料，确保屏蔽腔6内压力不随外部机械压力而变化。

所述基座主体5是保证传感器精度的关键，在基座主体5上安装了敏感膜1、低敏感后极板7和高敏感后极板8、高声压输出极2和高敏感输出极3，输出极有两路信号，一路是高声压线性响应输出，一路是高敏感非线性输出。

所述低敏感后极板7和高敏感后极板8是有两个输出极的复合结构，中间是低灵敏度的高压检测输出，外围是高敏感的检测输出，二者之间是电绝缘的，但是固装在一起，形成了稳定的关系。

所述高声压输出极2和高敏感输出极3是有两路输出的电极，与信号放大电路板4之间紧密安装。