揚聲器部件勁度系數(shù)測量系統(tǒng)及計算方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電聲技術應用領域，涉及揚聲器部件勁度系數(shù)測量系統(tǒng)及計算方法。 采用本系統(tǒng)可測量揚聲器部件（包括紙盆和定心支片）的勁度系數(shù)隨位移的變化曲線，可 廣泛應用于揚聲器部件的質量檢驗（控制）及揚聲器設計和研發(fā)。
【背景技術】
[0002] 揚聲器部件如定心支片和紙盆折環(huán)是揚聲器的基本構件，一般是由含浸的織物、 橡膠或是注塑成形的特殊形狀的塑膠材質做成，它們的功能主要是確保音圈在磁隙中的正 確位置和提供振動系統(tǒng)作往復運動時的彈力。這個彈力的物理量為勁度系數(shù)K(常用單位 N/mm)。該參數(shù)是揚聲器品質的重要物理參量，它決定了揚聲器的諧振頻率fO和低頻響應 的下限，也在很大程度上決定了揚聲器的效率以及失真的大小。但是由于測量困難，揚聲器 制造商通常無法提供定心支片和紙盆折環(huán)勁度系數(shù)的準確數(shù)據(jù)。
[0003] 電子工業(yè)協(xié)會（EIA)RS-438標準建議，用一固定的負載（50g或100g)作為重力 施加在被測部件上，通過測量在該負載作用下的被測部件的變位來間接測量它的勁度系 數(shù)。音頻工程協(xié)會（AES) 19-1992標準則提出，先測量被測部件的共振頻率，再通過計算公 式：
，計算得到勁度系數(shù)
前一種方法以一個固定的力來測量 變位，是基于被測部件的彈力和形變呈線性關系的假設，而實際情況并非是線性關系；后一 種方法則是通過測量共振頻率來間接測量勁度系數(shù)，中間牽涉的因素較多，其準確度會受 至帳大影響。
[0004] 發(fā)明專利"一種揚聲器定心支片和紙盆折環(huán)順性測試儀及順性系數(shù)計算 法"（ZL201310007557. 3)針對上述問題提出了一套解決方案，它通過激光位移傳感器和力 傳感器同時采集被測部件的力和位移信息，進而計算出被測部件的順性。然而，由于該發(fā) 明專利采用人工手動的方式對被測部件施加推力或拉力、并且難以避免由于夾具安裝所帶 來的測試誤差，因此，測量結果的穩(wěn)定性有時難以保障。另外，由于它采用激光位移傳感器 讀取被測部件的位移信號，所用激光位移傳感器的量程范圍可能會限制被測部件的位移范 圍，因此，使得該系統(tǒng)的對被測部件以及測量條件都會有一定的限制。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明針對上述問題與限制，本發(fā)明提出了一種揚聲器部件勁度系數(shù)測量系統(tǒng)及 計算方法，它能夠準確、快速、方便地測量和計算揚聲器紙盆和定心支片的勁度系數(shù)隨位移 的變化。
[0006] 本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案為：
[0007] -種揚聲器部件勁度系數(shù)測量系統(tǒng)，包括測量支架、夾具和數(shù)據(jù)采集分析處理器， 在測量支架上設有直線導軌，在直線導軌上設有步進電機，步進電機上連接有力傳感器，對 著力傳感器設有夾具，被測部件由夾具固定，夾具與力傳感器連接；力傳感器、步進電機均 與數(shù)據(jù)采集分析處理器連接；
[0008] 所述的數(shù)據(jù)采集分析處理器功能為：
[0009] 1)控制步進電機工作，使得步進電機在直線導軌上沿水平方向上前后移動，從而 使步進電機帶動力傳感器移動并帶動被測部件在水平方向上前后移動；
[0010] 2)采集力傳感器的輸出信號，并對所采集的信號進行處理、分析和保存，并在其顯 示器上顯示所獲得的揚聲器部件勁度系數(shù)隨位移的變化曲線；
[0011] 3)根據(jù)力傳感器的采集數(shù)據(jù)自動調整測量開始前被測部件的初始位置，直至力傳 感器的采集數(shù)據(jù)為0 (即被測部件當前不在水平方向上受力），進而避免由于安裝過程所導 致的測量誤差；
[0012] 4)控制步進電機的工作狀態(tài)并根據(jù)步進電機的工作狀態(tài)計算出被測揚聲器部件 當前所處的相對位移，無需任何位移傳感器去讀取被測部件的位移信息。其具體公式如下： X = vXn + N。其中，X表示電機當前所處的相對位移、v表示絲桿的螺距、η表示脈沖個數(shù)、 Ν表示步進電機旋轉一周需要的脈沖個數(shù)。這種獲取被測部件位移的方式，相比于采用激光 位移傳感器或直線位移傳感器的方式，即大幅度降低了硬件成本，并且也降低了安裝的復 雜度；
[0013] 5)對所采集的力傳感器信號首先需進行低通濾波處理，濾除由步進電機所帶來的 高頻噪聲干擾。
[0014] 所述的揚聲器部件勁度系數(shù)測量系統(tǒng)的勁度系數(shù)計算方法：
[0015] 首先，根據(jù)由步進電機工作狀態(tài)計算出的位移信號和由力傳感器所采集并經(jīng)過低 通濾波后的力信號，將力F表示成關于位移X的五階多項式，其中Α1、Α2、A3、Α4和Α5是擬 合函數(shù)的系數(shù)：
[0017] 根據(jù)勁度系數(shù)的定義，并選取指定位移X = X，得到勁度系數(shù)Κ在指定位移X處的 勁度系數(shù)值Κ (X)，其計算公式如下：
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點是：可以方便快捷地測量得到定心支片和紙盆折環(huán)的勁度系數(shù)隨位 移的變化；相比于采用激光位移傳感器或直線位移傳感器的方式，既降低了硬件成本，而且 安裝和測量簡單而方便；使用自動校準功可避免由于不同安裝過程所導致的測量誤差，提 高測量結果的準確性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0020] 圖1本發(fā)明測量系統(tǒng)方框圖。
[0021] 圖2本發(fā)明測量系統(tǒng)結構示意圖。
[0022] 圖3本發(fā)明被測部件與力傳感器的連接示意圖。
[0023] 圖4本發(fā)明測量結果圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0025] 如圖所示一種揚聲器部件勁度系數(shù)測量系統(tǒng)，包括測量支架2、夾具和數(shù)據(jù)采集分 析處理器5,在測量支架2上設有直線導軌6,在直線導軌6上設有步進電機4,步進電機4 上連接有力傳感器3,對著力傳感器3設有夾具，被測部件1由夾具固定，夾具與力傳感器 3連接，力傳感器3與步進電機4連接；力傳感器3、步進電機4均與數(shù)據(jù)采集分析處理器5 連接。
[0026] 所述的數(shù)據(jù)采集分析處理器5功能為：
[0027] 1)控制步進電機4工作，使得步進電機4在直線導軌6上沿水平方向上前后移動， 從而使步進電機4帶動力傳感器3移動并帶動被測部件1在水平方向上前后移動；
[0028] 2)采集力傳感器3的輸出信號，并對所采集的信號進行處理、分析和保存，并在其 顯示器上顯示所獲得的揚聲器部件勁度系數(shù)隨位移的變化曲線；
[0029] 3)根據(jù)力傳感器3的采集數(shù)據(jù)自動調整測量開始前被測部件1的初始位置，直至 力傳感器3的采集數(shù)據(jù)為0(