Princípios Físicos
Os microfones de medição baseiam-se num princípio físico simples: capacitância. A capacitância de um microfone é inversamente proporcional à distância entre o diafragma (uma folha metálica fina e esticada) e a placa traseira (a placa rígida). Quando o diafragma é afetado pela pressão sonora, ele se deforma, aproximando-se ou afastando-se da placa traseira, o que altera a capacitância do sistema.
A mudança na capacitância é então convertida em uma mudança na tensão. Este princípio constitui a base para a maioria dos microfones de medição.
Tamanhos
Os microfones de medição são categorizados por tamanho, normalmente em variantes de 1-polegada, 1/2-polegada, 1/4-polegada e 1/8-polegada. Quanto maior o diafragma, menor será sua rigidez, o que o torna mais sensível a pequenas variações de pressão sonora. No entanto, um diafragma maior também limita a resposta de frequência porque só pode detectar comprimentos de onda iguais ou maiores que o seu tamanho. Diafragmas maiores produzem menos ruído, mas diafragmas menores permitem detecção de frequência mais alta. Microfones pequenos tendem a ter melhores características omnidirecionais em altas frequências.
Você sabia?
- O que significa um deslocamento do diafragma de 5 nanômetros?Para um microfone típico de 1/{1}} polegada, um deslocamento do diafragma de apenas 5 nanômetros ocorre sob uma pressão de 1 pascal. Sob a mesma pressão, um diafragma do tamanho da Terra se moveria apenas 5 metros.
- Quanto tempo dura uma onda sonora de 20kHz?Uma onda sonora de 20kHz (o limite superior da faixa de áudio) tem comprimento de onda de 1,7 cm, aproximadamente a largura do seu dedo indicador.
- Como ocorrem os erros?Ao operar um microfone de campo livre a 20kHz em um campo de pressão, os erros podem se aproximar de 9dB devido à diferença no comportamento das ondas sonoras.
- De um fio de cabelo a três Torres Eiffel:Os microfones padrão de laboratório Brüel & Kjær 4180 e 4160 são incrivelmente estáveis e sua sensibilidade é usada como referência para medições acústicas em todo o mundo. Nenhuma fonte sonora pode produzir pressão sonora com incerteza suficientemente baixa em uma ampla faixa de frequência. A faixa dinâmica do sensor de campo livre de 4191 1/2- polegadas da Brüel & Kjær é de 20dBA a 162dB (142dB). Essa faixa equivale a medir desde a espessura de um único fio de cabelo até a altura de três Torres Eiffel empilhadas.
- Quão estáveis são esses microfones?Desde 1984, monitoramos de perto a sensibilidade dos microfones padrão 4160 e 4180. Sua estabilidade permanece dentro da faixa de ±0,02dB, o que significa que a sensibilidade muda em menos de 0,2%. Esses microfones são amplamente utilizados em sistemas de calibração em todo o mundo.
Garantindo estabilidade
Os sensores de medição da Brüel & Kjær são altamente estáveis, não afetados por mudanças de tempo, temperatura, umidade ou pressão ambiental. Para garantir a estabilidade ideal, selecionamos cuidadosamente materiais de alta qualidade, empregamos simulações controladas de envelhecimento em alta temperatura, aliviamos a tensão interna dentro dos microfones e testamos cada microfone em todas as fases da produção.
Durante a fabricação, os microfones são mantidos em uma sala limpa "Classe 10", o que significa que há menos de 10 partículas por pé cúbico, com tamanhos de partículas não superiores a 0,5 μm. Para efeito de comparação, uma sala típica fica em torno da "Classe 1,000,000." Dado que a distância entre a placa traseira e o diafragma é de aproximadamente 20 μm, quaisquer partículas maiores que este tamanho podem causar problemas de estabilidade, especialmente quando ocorrem condensações ou mudanças de temperatura.
