Физические эффекты акустоэлектрического преобразования. Принцип действия тензорезистивных преобразователей

Тензорезистивный преобразователь. Это особый класс акустоэлектрических преобразователей, к которому относятся необратимые приемники звука, принцип действия которых основан на применении электрического сопротивления чувствительного элемента, под действием механических деформаций приложенного воздействия звуковым полем.

Конструктивно большинство тензорезисторов выпускается в виде проводников, жестко связанных с бумажной или пленочной основой. Проводник представляет собой, так называемую решетку из зигзагообразно уложенной тонкой проволоки диаметром 0,02 – 0,05 мм, к концам которой пайкой или сваркой присоединяются выводные медные проводники. Сверху проводники закрываются бумагой или пленкой или покрываются лаком. После наклеивания подложки тензорезистора на поверхность, деформация этой поверхности передается проводниками и приводит к изменению их сопротивления. Наиболее распространенной измерительной цепью для тензорезисторов является мостовая измерительная схема, работающая в неравновесном режиме.

Итак, механическое давление, создаваемое звуковой волной, приводит к изменению электрического сопротивления тензорезистивного преобразователя, что в свою очередь приводить изменению напряжения в диагонали мостовой схемы, то есть возникает электрический сигнал пропорциональный изменяемой нагрузке.

Качество тензорезистора определяется его коэффициентом тензочувствительности K и величиной температурного коэффициента сопротивления (ТКС)

Наиболее известным акусторезистивным преобразователем является угольный микрофон. Действие такого микрофона (преобразователя) основано на свойстве угольного порошка менять электрическое сопротивление в зависимости от давления. Звуковые волны речи заставляют мембрану колебаться, и она сильнее или слабее сдавливает порошок, изменяя величину сопротивления столба порошка. В стандартном угольном микрофоне это свойство используют для превращения звуковых колебаний в электрические, для чего к микрофону подсоединяют электрическую батарею так, чтобы ток проходил через угольный порошок. Сила тока будет изменяться в зависимости от сопротивления порошка (а последнее зависит от силы акустического сигнала) и таким образом акустические волны превращаются в электрические колебания.