一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法及实验装置 |
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| 申请号 | CN201710834823.8 | 申请日 | 2017-09-15 | 公开(公告)号 | CN107436187A | 公开(公告)日 | 2017-12-05 |
| 申请人 | 安徽理工大学; | 发明人 | 张军; 汤红梅; 张泽宇; 李宪华; 赵义; 黎俊楠; 袁翔; 陆俊峰; 王古超; 张继明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于阻抗技术的 吉他 共鸣箱的声学评价方法及实验装置，其特点是：所述实验装置包括，阻抗分析仪、吉他共鸣箱、第一压电 传感器 、第二 压电传感器 、第三压电传感器、第四压电传感器、电脑及其 软件 处理系统，本发明的测试实验装置及评价方法，不需演奏者弹吉他，直接用阻抗分析仪对吉他共鸣箱在低音区、中音区、高音一区、高音二区进行扫频，测试出所述吉他共鸣箱在扫描 频率 范围内的阻抗 频谱 图，再根据吉他共鸣箱的阻抗频谱图来判断吉他共鸣箱的优劣。本发明结构简单，设计合理，克服传统方法对评价吉他音色中的人为因素，客观的评价出吉他共鸣箱音色的好坏，为吉他制造厂商提供了一种全新的吉他评价方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，所述方法使用的实验装置包括，阻抗分析仪(1)、吉他共鸣箱(2)、第一压电传感器(3)、第二压电传感器(4)、第三压电传感器(5)、第四压电传感器(6)、电脑及其软件处理系统(8)，所述第一压电传感器(3)包括第一基座(9)、第一压电陶瓷片(13)，所述第二压电传感器(4)包括第二基座(10)、第二压电陶瓷片(14)，所述第三压电传感器(5)包括第三基座(11)、第三压电陶瓷片(15)，所述第四压电传感器(6)包括第四基座(12)、第四压电陶瓷片(16)；其特征在于：所述第一压电陶瓷片(13)的负极面通过导电银胶粘贴在第一基座(9)上，所述第二压电陶瓷片(14)的负极面通过导电银胶粘贴在第二基座(10)上，所述第三压电陶瓷片(15)的负极面通过导电银胶粘贴在第三基座(11)上，所述第四压电陶瓷片(16)的负极面通过导电银胶粘贴在第四基座(12)上；在吉他共鸣箱(2)的低音区上选取第一关键部位(20)，在吉他共鸣箱(2)的中音区上选取第二关键部位(21)，在吉他共鸣箱(2)的高音一区上选取第三关键部位(22)，在吉他共鸣箱(2)的高音二区上选取第四关键部位(23)，将所述第一压电传感器(3)，第二压电传感器(4)，第三压电传感器(5)，第四压电传感器(6)分别通过改性低熔点高硬度石蜡粘贴在第一关键部位(20)、第二关键部位(21)、第三关键部位(22)、第四关键部位(23)；所述第一基座(9)与吉他共鸣箱(2)的第一关键部位(20)接触部分的曲率相同；第二基座(10)与吉他共鸣箱(2)的第二关键部位(21)接触部分的曲率相同；第三基座(11)与吉他共鸣箱(2)的第三关键部位(22)接触部分的曲率相同，第四基座(12)与吉他共鸣箱(2)的第四关键部位(23)接触部分的曲率相同；所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)为圆形压电陶瓷片。 |
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| 说明书全文 | 一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法及实验装置技术领域[0001] 本发明涉及阻抗技术和吉他生产技术领域，尤其涉及一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法及实验装置。 背景技术[0002] 首先吉他共鸣箱是吉他的关键部件之一，共鸣箱是吉他的发音放大器，他是关系到吉他的音量、音色的重要部件。吉他共鸣箱的好坏直接关系到吉他的品质。吉他的共鸣箱主要由面板、底板、侧板、发音孔、音柱、低音梁几个部分组成。在吉他的振动中，来自琴弦的振动能量，通过弦马传递到琴板，琴体以及近乎封闭的共鸣箱内，通过共鸣箱来放大琴声。这里既有弦的振动，也有琴板的振动和空气振动，各有其固有频率，形成整个乐器的频率响应特征。琴体的面板、背板、音柱、低音梁、侧板、发音孔，均有各自的声学功能。面板、背板是共鸣箱的重要组成部分。 [0003] 一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价实验装置是一种评价吉他共鸣箱好坏的实验装置。一般来说，评价一台吉他的性能优劣，包括声学品质和演奏性能品质两类指标，其中声学品质指标包括：音色优美、高音明亮、中音柔和、低音浑厚、音域连贯、声音纯净等，演奏性能品质指标包括：发音反应、演奏舒适等，在吉他的声学品质指标中，声音纯净指标主要是靠调音来解决；音色优美指标，与演奏者的演奏水平相关。而评价吉他共鸣箱的性能指标包括：高音明亮、中音柔和、低音浑厚、音域连贯等。传统的乐器声学评价需要的专业的声学实验室中进行，需要演奏者演奏吉他乐曲，由坐在声学实验室中不同位置的评委做出评价，可以看出，在评价中存在人为因素。采用什么方法，既能排出人为因素，又能准确的反映吉他共鸣箱的优劣？这个问题一直是吉他制造厂家亟待解决的热点问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法及实验装置。 [0005] 本发明是通过以下技术方案实现： [0006] 一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，所述方法使用的实验装置包括，阻抗分析仪(1)、吉他共鸣箱(2)、第一压电传感器(3)、第二压电传感器(4)、第三压电传感器(5)、第四压电传感器(6)、电脑及其软件处理系统(8)，所述第一压电传感器(3)包括第一基座(9)、第一压电陶瓷片(13)，所述第二压电传感器(4)包括第二基座(10)、第二压电陶瓷片(14)，所述第三压电传感器(5)包括第三基座(11)、第三压电陶瓷片(15)，所述第四压电传感器(6)包括第四基座(12)、第四压电陶瓷片(16)；其特征在于：所述第一压电陶瓷片(13)的负极面通过导电银胶粘贴在第一基座(9)上，所述第二压电陶瓷片(14)的负极面通过导电银胶粘贴在第二基座(10)上，所述第三压电陶瓷片(15)的负极面通过导电银胶粘贴在第三基座(11)上，所述第四压电陶瓷片(16)的负极面通过导电银胶粘贴在第四基座(12)上。 [0007] 作为本发明的优选技术方案，在吉他共鸣箱(2)的低音区上选取第一关键部位(20)，在吉他共鸣箱(2)的中音区上选取第二关键部位(21)，在吉他共鸣箱(2)的高音一区上选取第三关键部位(22)，在吉他共鸣箱(2)的高音二区上选取第四关键部位(23)，将所述第一压电传感器(3)，第二压电传感器(4)，第三压电传感器(5)，第四压电传感器(6)分别通过改性低熔点高硬度石蜡粘贴在第一关键部位(20)、第二关键部位(21)、第三关键部位(22)、第四关键部位(23)；所述第一基座(9)与吉他共鸣箱(2)的第一关键部位(20)接触部分的曲率相同；第二基座(10)与吉他共鸣箱(2)的第二关键部位(21)接触部分的曲率相同；第三基座(11)与吉他共鸣箱(2)的第三关键部位(22)接触部分的曲率相同，第四基座(12)与吉他共鸣箱(2)的第四关键部位(23)接触部分的曲率相同；所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)为圆形压电陶瓷片。 [0009] 作为本发明的优选技术方案，所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)的材料为PZT4。 [0010] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，本发明的测试实验装置，不需演奏者弹吉他，直接用阻抗分析仪(1)对吉他共鸣箱(2)在低音区、中音区、高音一区、高音二区进行扫频，能测试出所述吉他共鸣箱(2)在扫描频率范围内的阻抗频谱图；根据吉他共鸣箱(2)的阻抗频谱图来判断吉他共鸣箱(2)的优劣。本发明一方面克服可传统方法对评价吉他音色中的人为因素，客观的评价吉他音色的优劣，为吉他制造厂商提供了一种全新的吉他共鸣箱(2)评价方法。附图说明 [0011] 图1为本发明的测试原理示意图，图2为吉他共鸣箱传感器位置示意图，图3为吉他共鸣箱传感器示意图，图4为第一压电传感器结构示意图，图5为第二压电传感器结构示意图，图6为第三压电传感器结构示意图，图7为第四压电传感器结构示意图。 [0012] 1、阻抗分析仪；2、吉他共鸣箱；3、第一压电传感器；4、第二压电传感器；5、第三压电传感器；6、第四压电传感器；8、电脑及其软件处理系统；9、第一基座；10、第二基座；11、第三基座；12、第四基座；13、第一压电陶瓷片；14、第二压电陶瓷片；15、第三压电陶瓷片；16、第四压电陶瓷片；20、第一关键部位；21、第二关键部位；22、第三关键部位；23、第四关键部位。 具体实施方式[0013] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例，仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0014] 请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7。 [0015] 一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，所述方法使用的实验装置包括，阻抗分析仪(1)、吉他共鸣箱(2)、第一压电传感器(3)、第二压电传感器(4)、第三压电传感器(5)、第四压电传感器(6)、电脑及其软件处理系统(8)，所述第一压电传感器(3)包括第一基座(9)、第一压电陶瓷片(13)，所述第二压电传感器(4)包括第二基座(10)、第二压电陶瓷片(14)，所述第三压电传感器(5)包括第三基座(11)、第三压电陶瓷片(15)，所述第四压电传感器(6)包括第四基座(12)、第四压电陶瓷片(16)；其特征在于：所述第一压电陶瓷片(13)的负极面通过导电银胶粘贴在第一基座(9)上，所述第二压电陶瓷片(14)的负极面通过导电银胶粘贴在第二基座(10)上，所述第三压电陶瓷片(15)的负极面通过导电银胶粘贴在第三基座(11)上，所述第四压电陶瓷片(16)的负极面通过导电银胶粘贴在第四基座(12)上；在吉他共鸣箱(2)的低音区上选取第一关键部位(20)，在吉他共鸣箱(2)的中音区上选取第二关键部位(21)，在吉他共鸣箱(2)的高音一区上选取第三关键部位(22)，在吉他共鸣箱(2)的高音二区上选取第四关键部位(23)，将所述第一压电传感器(3)，第二压电传感器(4)，第三压电传感器(5)，第四压电传感器(6)分别通过改性低熔点高硬度石蜡粘贴在第一关键部位(20)、第二关键部位(21)、第三关键部位(22)、第四关键部位(23)；所述第一基座(9)与吉他共鸣箱(2)的第一关键部位(20)接触部分的曲率相同；第二基座(10)与吉他共鸣箱(2)的第二关键部位(21)接触部分的曲率相同；第三基座(11)与吉他共鸣箱(2)的第三关键部位(22)接触部分的曲率相同，第四基座(12)与吉他共鸣箱(2)的第四关键部位(23)接触部分的曲率相同；所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)为圆形压电陶瓷片。 [0016] 所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，其特征在于：所述吉他共鸣箱的声学评实验步骤包括， [0017] 1)所述阻抗分析仪(1)先与第一压电传感器(3)电性连接，在82.4Hz-246.9Hz范围内，通过阻抗分析仪(1)的扫频，测出吉他共鸣箱(2)与测试频率对应的阻抗值，同时将扫频数据保存到电脑及其软件处理系统(8)中进行数据图像处理； [0018] 2)所述阻抗分析仪(1)先断开与第一压电传感器(3)电性连接，再将阻抗分析仪(1)与第二压电传感器(4)电性连接，在246.9Hz-987.8Hz范围内，通过阻抗分析仪(1)的扫频，测出吉他共鸣箱(2)与测试频率对应的阻抗值，同时将扫频数据保存到电脑及其软件处理系统(8)中进行数据图像处理； [0019] 3)将所述阻抗分析仪(1)与第二压电传感器(4)的电性连接断开，将阻抗分析仪(1)与第三压电传感器(5)电性连接，在987.8Hz-3951.1Hz范围内，通过阻抗分析仪(1)的扫频，测出吉他共鸣箱(2)与测试频率对应的阻抗值，同时将扫频数据保存到电脑及其软件处理系统(8)中进行数据图像处理； [0020] 4)将所述阻抗分析仪(1)与第三压电传感器(5)的电性连接断开，将阻抗分析仪(1)与第四压电传感器(6)电性连接，在3951.1Hz-5274Hz范围内，通过阻抗分析仪(1)的扫频，测出吉他共鸣箱(2)与测试频率对应的阻抗值，同时将扫频数据保存到电脑及其软件处理系统(8)中进行数据图像处理；所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，其特征在于：所述吉他共鸣箱的声学阻抗评价方法包括， [0021] 1)在吉他的低音区：其频率范围为246.9Hz-987.8Hz，观察第一压电传感器(3)测出的阻抗频谱图；规定：在扫频范围内，阻抗增加值大于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的低音区为优品；在扫频范围内，阻抗增加值大于400Ω、小于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的低音区为良品；在扫频范围内，阻抗增加值小于400Ω或阻抗增加值不稳定，吉他共鸣箱(2)的低音区为劣品； [0022] 2)在吉他的中音区，其频率范围为：246.9Hz-987.8Hz，观察第二压电传感器(4)的阻抗频谱图，规定：在扫频范围内，阻抗增加值大于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的中音区为优品；在扫频范围内，阻抗增加值大于400Ω、小于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的中音区为良品；在扫频范围内，阻抗增加值小于400Ω或阻抗增加值不稳定，吉他共鸣箱(2)的中音区为劣品； [0023] 3)在吉他的高音一区，其频率范围为：987.8Hz-3951.1Hz；观察第三压电传感器(5)的阻抗频谱图，规定：在扫频范围内，阻抗增加值大于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的高音一区为优品；在扫频范围内，阻抗增加值大于400Ω、小于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的高音一区为良品；在扫频范围内，阻抗增加值小于400Ω或阻抗增加值不稳定，吉他共鸣箱(2)的高音一区为劣品； [0024] 4)在吉他的高音二区，其频率范围为：3951.1Hz-5274Hz；观察第四压电传感器(6)的阻抗频谱图，规定：在扫频范围内，阻抗增加值大于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的高音二区为优品；在扫频范围内，阻抗增加值大于400Ω、小于500Ω，且稳定，吉他共鸣箱(2)的高音二区为良品；在扫频范围内，阻抗增加值小于400Ω或阻抗增加值不稳定，吉他共鸣箱(2)的高音二区为劣品； [0025] 5)吉他共鸣箱(2)的低音区、中音区、高音一区、高音二区都为优品，则吉他共鸣箱(2)为超优品；如吉他共鸣箱(2)的中音一区、中音二区、高音一区、高音二区有三个优品、一个良品，则吉他共鸣箱(2)为优品；如吉他共鸣箱(2)的中音一区、中音二区、高音一区、高音二区都为良品以上，则吉他共鸣箱(2)为良品；如吉他共鸣箱(2)的中音一区、中音二区、高音一区、高音二区有一个为劣品，则吉他共鸣箱(2)被定义为劣品。 [0026] 所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，其特征在于：所述第一基座(9)、第二基座(10)、第三基座(11)、第四基座(12)的材料为导电铝材。 [0027] 所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法，其特征在于：所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)的材料为PZT4。 [0028] 所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价方法所使用的实验装置，其特征在于：所述实验装置包括，阻抗分析仪(1)、吉他共鸣箱(2)、第一压电传感器(3)、第二压电传感器(4)、第三压电传感器(5)、第四压电传感器(6)、电脑及其软件处理系统(8)，所述第一压电传感器(3)包括第一基座(9)、第一压电陶瓷片(13)，所述第二压电传感器(4)包括第二基座(10)、第二压电陶瓷片(14)，所述第三压电传感器(5)包括第三基座(11)、第三压电陶瓷片(15)，所述第四压电传感器(6)包括第四基座(12)、第四压电陶瓷片(16)；其特征在于：所述第一压电陶瓷片(13)的负极面通过导电银胶粘贴在第一基座(9)上，所述第二压电陶瓷片(14)的负极面通过导电银胶粘贴在第二基座(10)上，所述第三压电陶瓷片(15)的负极面通过导电银胶粘贴在第三基座(11)上，所述第四压电陶瓷片(16)的负极面通过导电银胶粘贴在第四基座(12)上；在吉他共鸣箱(2)的低音区上选取第一关键部位(20)，在吉他共鸣箱(2)的中音区上选取第二关键部位(21)，在吉他共鸣箱(2)的高音一区上选取第三关键部位(22)，在吉他共鸣箱(2)的高音二区上选取第四关键部位(23)，将所述第一压电传感器(3)，第二压电传感器(4)，第三压电传感器(5)，第四压电传感器(6)分别通过改性低熔点高硬度石蜡粘贴在第一关键部位(20)、第二关键部位(21)、第三关键部位(22)、第四关键部位(23)；所述第一基座(9)与吉他共鸣箱(2)的第一关键部位(20)接触部分的曲率相同；第二基座(10)与吉他共鸣箱(2)的第二关键部位(21)接触部分的曲率相同；第三基座(11)与吉他共鸣箱(2)的第三关键部位(22)接触部分的曲率相同，第四基座(12)与吉他共鸣箱(2)的第四关键部位(23)接触部分的曲率相同；所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)为圆形压电陶瓷片。 [0029] 所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价实验装置，其特征在于：所述第一基座(9)、第二基座(10)、第三基座(11)、第四基座(12)的材料为导电铝材。 [0030] 所述一种基于阻抗技术的吉他共鸣箱的声学评价实验装置，其特征在于：所述第一压电陶瓷片(13)、第二压电陶瓷片(14)、第三压电陶瓷片(15)、第四压电陶瓷片(16)的材料为PZT4。 |
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