Sound sebagai sensor dan Transducer

Diposting pada
    Suara adalah gerakan gelombang di udara atau bahan lainnya, dan sensor suara (mikrofon) tergantung pada getaran bahan (seperti diafragma) yang disebabkan oleh gelombang suara. Suara dalam pengertian ini termasuk jenis gelombang yang disebut ultrasonik, yang berarti bahwa mereka berada dalam rentang frekuensi yang berada di atas 20 kHz. 
    Gelombang tersebut tidak dapat dideteksi oleh telinga manusia, tetapi mereka identik di alam dengan gelombang suara yang dapat didengar, memungkinkan untuk efek yang disebabkan oleh frekuensi tinggi (seperti menjadi lebih terarah).    Mikrofon dapat dirancang untuk menjadi tekanan yang dioperasikan, kecepatan dioperasikan, atau campuran keduanya adalah perbedaan yang penting. Sebuah mikrofon yang murni tekanan dioperasikan akan omnidirectional; itu akan mengambil suara sama baiknya tidak peduli dari arah suara tiba. 
    Hal ini karena tekanan udara adalah non-directional (skalar) kuantitas. Mikrofon Velocity dioperasikan, sebaliknya, adalah directional, dan memiliki respon maksimum ketika menunjuk ke arah dari mana gelombang tiba. Apakah mikrofon tekanan atau kecepatan dioperasikan tergantung lebih pada metode konstruksi dibandingkan dengan metode yang digunakan untuk merasakan suara. 

   Sebagai contoh, jika diafragma terbuka di kedua sisi, hal itu akan terpengaruh terutama oleh kecepatan udara, tetapi jika terbuka pada satu sisi saja itu dipengaruhi terutama oleh tekanan. Dalam mikrofon, salah satu dari sejumlah sistem penginderaan dapat dimanfaatkan bersama dengan diafragma.    Salah satu sistem yang sangat umum adalah moving-iron (atau variable-reluctance) jenis (Gambar 1), di mana diafragma membawa angker soft-besi dan dapat bergerak angker ini diantara kutub magnet. Gerakan ini mengubah fluks magnetik dan ini pada gilirannya menyebabkan tegangan akan diinduksi pada luka coil over magnet. Outputnya dapat cukup linear, tetapi hanya jika bentuk kesenjangan dan angker dirancang dengan hati-hati. Tingkat tegangan output dapat dari urutan 50 mV, dengan impedansi dari beberapa ratus ohm. Hal ini dalam hal mikrofon adalah impedansi yang cukup tinggi.

Sound sebagai sensor dan Transducer
Gambar 1 moving-coil microphone (moving-iron) 
prinsip mikrofon. Konstruksi yang sama dapat 
digunakan untuk earphone atau loudspeaker.

    Moving-coil microphone menggunakan magnet kuat mengelilingi sebuah kumparan kecil yang terpasang pada diafragma ( Gambar 2 ) . Impedansinya sangat rendah , dan ini jenis mikrofon jauh lebih baik untuk mengambil hum daripada jenis variable-reluctance . 
Sound sebagai sensor dan Transducer
   Tegangan output , bagaimanapun jauh lebih rendah dari urutan beberapa milivolt . Jenis yang lebih khusus , mikrofon pita , menggabungkan diafragma dan koil menjadi satu strip logam tipis yang ditempatkan antara kutub magnet panjang . Angka-angka tingkat output dan impedansi sangat rendah sehingga mikrofon tersebut sering menggunakan built -in transformator atau preamplifier . Pita mikrofon sangat terarah dan digunakan secara luas di bidang penyiaran dari lokasi berisik . 
    Mikrofon piezoelektrik dapat menggunakan diafragma terhubung ke kristal piezoelektrik , atau dapat dibuat sehingga gelombang suara mempengaruhi kristal langsung . Tingkat impedansi sangat tinggi , dan output juga tinggi . Mikrofon piezoelektrik detektor cukup berguna , tetapi tidak bagus untuk merekam suara atau penyiaran karena linearitas yang rendah dan distorsi .    Capacitor microphones selalu sangat dibaik untuk merekam suara berkualitas tinggi. Prinsip yang digunakan adalah bahwa satu lempeng dari kapasitor juga merupakan diafragma yang bergetar. Hal ini pada gilirannya akan mengubah kapasitansi antara pelat, dan jika kapasitor terpolarisasi dengan menghubungkan satu piring untuk tegangan (melalui besar-nilai resistor) tegangan plate akan bervariasi sebagai amplitudo gelombang suara bervariasi, memberikan output. 
    Impedansi sangat tinggi dan output yang rendah. Bentuk yang lebih tua dari kapasitor mikrofon selalu sangat dibutuhkan, tetapi masalah yang terkait dengan impedansi tinggi dan kebutuhan untuk tegangan polarisasi menyebabkan sebagian besar produsen untuk menggunakan sistem lain.
    Penggunaan electrets telah menghidupkan kembali mikrofon kapasitor. Sebuah electret adalah setara kapasitor dari magnet permanen, bahan yang secara permanen bermuatan elektrostatis. Hal ini menghilangkan kebutuhan tegangan polarisasi, dan karena mikrofon kapasitor dapat dibangun dengan lempengan bahan electret (metalisasi di satu sisi untuk koneksi) dan diafragma bergetar terpisah. 
    Menggunakan preamplifier MOSFET dalam hubungannya dengan elemen mikrofon electret memungkinkan mikrofon kualitas yang sangat baik yang akan dibuat dengan biaya murah. Film pyroelectric (lihat sebelumnya) juga dapat digunakan dalam mikrofon dari jenis kapasitor.
Kembali ke
Introducing Sensor dan Transducer

Baca Juga :  Temperature sebagai Sensor dan Transducer
Loading...
loading...
Gambar Gravatar
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.