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活塞发声器（Pistonphone）是一种高精度的声学校准装置，其核心原理是通过一个振动频率和振幅已知的活塞在一个密闭腔体（耦合腔）内进行往复运动，从而产生一个稳定且可计算的声压场。校准时，待校准的传声器（如麦克风）的膜片会正对活塞端面并插入该耦合腔，通过对比传声器的输出电信号与活塞发声器产生的理论声压值，即可确定传声器的声压灵敏度等关键参数。其产生的声压幅值计算公式为 p = \frac{\gamma P_0 A \zeta}{V_0} ，其中 \gamma 是空气的比热比， P_0 为环境静压， A 是活塞面积， \zeta 是活塞位移， V_0 是耦合腔在活塞平衡位置时的容积。该装置尤其适用于低频传声器的校准，其频率上限主要受机械系统最大允许速度的限制。
传统活塞发声器的机械结构通常包含微型电机、凸轮、活塞及复位弹簧。电机驱动凸轮转动，凸轮的轮廓推动活塞进行往复运动。然而，弹簧复位结构存在固有缺陷：弹簧形变和与活塞的摩擦会引入额外噪声，导致校准失真，同时弹簧长期使用会老化，影响装置寿命。为解决这些问题，新型活塞发声器采用了磁力复位技术。其在活塞面向耦合腔的一端嵌入活塞磁铁，并在耦合腔内固定安装一个顶紧磁铁。利用同级磁铁间的斥力替代机械弹簧，实现了活塞的非接触式复位。这种方式彻底消除了机械摩擦和形变噪声，显著提高了校准精度，并因磁铁磁性衰减缓慢而大大延长了设备的使用寿命。
活塞发声器因其体积小巧、便于携带且可采用电池供电，在现场校准中应用广泛，常作为校准精密声级计的标准声源。在标准大气压下，其于250 Hz频率下可产生124 dB的声压级，校准准确度可达±0.2 dB。为确保校准的准确性，若环境大气压偏离标准值，则必须对结果进行修正。此外，一些高端型号还集成了气压传感功能，能自动测量并显示当前大气压，同时对产生的声压级进行数字修正和显示，进一步提升了操作的便捷性和结果的可靠性。
为了满足次声频段（极低频）的高精度计量需求，更为先进的激光活塞发声器被开发出来。该系统通常由超低频振动台、密闭绝热腔体、激光测振仪和复杂的反馈控制系统构成。振动台驱动活塞在腔体内进行次声频率的正弦运动，激光测振仪则用于无接触地精密测量活塞的位移振幅。为控制波形失真，系统采用闭环位移反馈技术，实时调整振动台的驱动信号。激光活塞发声器法极大地扩展了声压计量的频率下限，可覆盖0.001 Hz至20 Hz的次声范围，为地震监测、气象研究等领域所需的次声传感器提供了原级校准手段，其不确定度（k=2）在0.01 Hz至20 Hz范围内可低至0.3 dB。
从经典的机械式活塞发声器到高科技的激光活塞发声器，该技术始终在声学计量领域扮演着基石般的角色。它不仅为实验室传递声压量值提供了原始依据，也广泛应用于各类电声产品（如专业麦克风、声级计、耳机）生产线的快速质检和校准。磁力复位等创新设计解决了传统结构的固有痛点，提升了设备的长期稳定性和准确性。而激光活塞发声器更是将计量能力推向次声极端条件，展现了该技术强大的生命力和适应性。随着电声行业向着高保真、标准化不断发展，活塞发声器作为一种权威、可靠且便捷的声压基准源，其重要性将持续凸显。
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