Арматура расход: Расход арматуры на 1 м3 бетона: нормы, примеры расчетов

Содержание

Расход арматуры на 1 куб м. бетона.

Admin

При любых работах с бетоном стоит уделить особое внимание расчёту арматуры. Нехватка арматуры снижает прочность всей конструкции, а её перерасход влечет за собой лишнюю трату денег. В этой статье мы подробно рассмотрим вопрос сколько надо арматуры на куб бетона.

От чего зависит норма расхода арматуры на 1 куб бетона

При различных типах строения используется разное количество арматуры. Сама арматура разнится по классу и весу. По площади сечения арматуры можно узнать вес 1 метра. Более подробно о классах и видах арматуры можно прочитать в специальной статье: арматура, виды, характеристики, выбор, вязка, гибка арматуры.

Для вычисления количества связки и арматуры в 1 м³ объема бетона потребуется такая информация:

  • Тип фундамента.
  • Площадь сечения прутьев и их класс.
  • Общий вес здания.
  • Тип почвы.

Различают несколько основных типов бетонных фундаментов: ленточный, плитный и столбчатый. Более подробно о выборе типа фундамента и характеристках каждого из них можно прочитать в статье: выбор типа фундамента, его расчёт, технологии строительства фундамента. В этой же статье можно узнать о расчёте веса здания и как учитывать тип грунта при выборе типа и размеров фундамента.

Арматурная конструкция для фундамента.

Не смотря на большие различия в возможных конфигураций фундамента, есть общие рекомендации. Так для строительства небольшого деревянного домика потребуется арматура с сечением не больше 10 мм. Для создания фундамента большого кирпичного дома потребуется уже не меньше 14 мм в толщину. Прутья устанавливаются в фундаменте всреднем через 20 см от друг друга. В связке находятся 2 пояса: верхний и нижний. Измерив общую длину и глубину фундамента можно с точностью определиться, сколько метров арматуры и уже исходя из этих чисел посчитать их суммарный вес. При этом стоит учитывать, что арматуру не надо сильно заглублять, так как основное растяжение создается на поверхности.

Согласно строительным нормам на 1 кубический метр бетона расходуется не менее 8 килограмм арматуры.

Расчёт расхода арматуры на 1 куб.м. для ленточного фундамента

Для примера рассмотрим ленточный фундамент размерами: 9 на 6 метров, шириной ленты 40 см и высотой 1 метр. Сделаем усредненный типовой расчёт, который вполне подойдет для грунта не подверженного сильному пучению. Каркас состоит из рядов: горизонтальных, вертикальных и поперечных.

Сначала рассчитаем горизонтальную арматуру. Между горизонтальными рядами арматуры расстояние в 30 см, и сами ряды должны быть в бетоне на глубине 5 см от поверхности. Значит для фундамента высотой 1 метр требуется 4 ряда арматуры. Если фундамент шириной до 40 см то в каждом ряду ставятся по 2 арматурных прута.  Периметр нашего фундамента равен 30 метров. По всему периметру фундамента проходит 4 ряда, и в каждом 2 прута. Значит всего 8 прутов по периметру фундамента. Находим общую длину горизонтальной арматуры 30*8=240 м. Что при её диаметре в 12 мм (0. 888 кг за метр прута) получится 240*0.888=213 килограмм.

Расчёт расхода арматуры на куб бетона. На данной схеме арматура уложена в два ряда по три прута в каждом.

Отступы арматуры от края бетона на 5 см служат для создания защитного слоя бетона вокруг арматуры. Для фиксации арматуры на нужно расстоянии от опалубки до и во время заливки бетона используются специальные подставки или фиксаторы для арматуры. Более подробно о том, что такое защитный слой бетона и о видах фиксаторов Вы можете прочитать в специальной статье: фиксаторы для арматуры, их виды, характеристики, правильное использование.

Поперечная арматура нужна для связи горизонтальных и вертикальных рядов. Для этих целей применяется арматура диаметром в 6 мм (0.222 кг за кг) при шаге в 30 см. Длинна каждого поперечного прутка в горизонтальной плоскости равна 30 см. В вертикальной — 90 см. От ширины и высоты фундамента мы отняли по 5 см с каждой стороны для создания защитного слоя бетона.  В одном сечении получаем 4 прутка по 30 см и 2 прутка по 90 см. Получается, что в одном сечении 4*30+2*90= 300 см или 3 метра арматуры. Шаг сечений 0.3 метра, зная длину ленточного фундамента, находим общее количество поперечных сечений: 30/0.3=100 шт. Тогда общая длина поперечной арматуры 3*100=300 м. А вес 300*0,222=66,6кг.

Суммарный вес армированной системы выйдет 213+66,6=279,6 кг для ленточного фундамента 6 на 9 м то есть объемом 12 куб м.

Таким образом, для рассматриваемого ленточного фундамента на 1 кубический метр бетонного раствора расход арматуры:

  • диаметром 12 мм: 213/12=17,8 кг на 1 м куб бетона,
  • диаметром 6 мм: 66,6/12=5,6 кг на 1 м куб бетона.

Композитная арматура в среднем в 4 раза легче, чем сталь, потому для вычисления её расхода можно делить вес арматуры в четыре раза.

Ориентировочные показатели расхода арматуры на 1 кубический метр бетона для разных типов фундамента:

  • для столбчатого фундамента — 10 кг на 1 куб м бетона;
  • для ленточного фундамента — 20 кг на 1 куб м бетона;
  • для плиточного фундамента — 50 кг на 1 куб м бетона.

Для того чтобы посчитать сколько арматуры нужно на 1 кубический метр бетона более точно, следует сделать точный расчёт арматуры для фундамента. Для этого можно воспользоваться более подробными материалами на странице: расчёт арматуры.




Сколько арматуры на 1 м3 бетона для фундамента: расход, норма

  1. Использование железобетонных конструкций в частном строительстве
  2. Как определить расход арматуры
  3. Количество арматуры для укрепления фундамента

При возведении крупных промышленных и жилых строительных объектов вопроса о том, сколько арматуры требуется на заливку 1 м3 бетона, не возникает: нормы ее расхода регулируются соответствующими ГОСТами (5781-82, 10884-94) и изначально закладываются в проект. В частном строительстве, где мало кто обращает внимание на требования нормативных документов, придерживаться норм расхода арматурных изделий все-таки следует, так как это позволит создать надежные бетонные конструкции, которые прослужат вам долгие годы. Для определения таких норм можно воспользоваться несложной методикой, позволяющей вычислить их с помощью несложных расчетов.

Арматурный каркас напрямую определяет эксплуатационные характеристики фундамента

Использование железобетонных конструкций в частном строительстве

Цемент, как всем хорошо известно, является материалом, без которого нельзя обойтись в строительстве. То же самое можно сказать и о железобетонных конструкциях (ЖБК), создаваемых посредством армирования цементного раствора металлическими прутками для повышения его прочности.

Как в капитальном, так и в частном строительстве могут использоваться и монолитные, и сборные ЖБК. Наиболее распространенными типами последних являются фундаментные блоки и готовые плиты перекрытия. В качестве примеров монолитных конструкций, выполненных из железобетона, можно привести заливной фундамент ленточного типа и цементные стяжки, которые предварительно армируются.

Строительство ленточного фундамента



В тех случаях, когда строительство выполняется в местах, куда затруднена подача подъемного крана, плиты перекрытия также могут выполняться монолитным способом. Поскольку такие ЖБК являются очень ответственными, то при их заливке следует строго соблюдать расход арматуры на куб бетона, оговоренный в вышеуказанных нормативных документах.

Монтаж конструкций из арматуры в условиях частного строительства лучше всего выполнять при помощи вязальной проволоки из стали, так как использование для этих целей сварки может не только ухудшить качество и надежность создаваемого каркаса, но и увеличить стоимость выполняемых работ.

Дорогостоящий пистолет для вязки арматуры успешно заменяется самодельным крючком, согнутым из проволоки и закрепленным в патроне шуруповерта




Как определить расход арматуры

Нормы расхода арматурных элементов, рассчитываемые на м3 конструкций из железобетона, зависят от целого ряда факторов: назначения таких конструкций, используемых для создания бетона цемента и добавок, которые в нем присутствуют. Такие нормы, как уже говорилось выше, регулируются требованиями ГОСТов, но в частном строительстве можно ориентироваться не на этот нормативный документ, а на Государственные элементарные сметные нормы (ГЭСН) или на Федеральные единичные расценки (ФЕР).

Так, согласно ГЭСН 81-02-06-81, для армирования монолитного фундамента общего назначения, объем которого составляет 5 м3, нужно использовать 1 тонну металла. При этом металл, под которым и подразумевается арматурный каркас, должен быть равномерно распределен по всему объему бетона. В сборнике ФЕР, в отличие от ГЭСН, средний расход арматуры в расчете на 1 м3 бетона приводится для конструкций различных типов. Так, по ФЕР, для армирования 1м3 объемного фундамента (до 1 м в толщину и до 2 м в высоту), в котором имеются пазы, стаканы и подколонники, нужно 187 кг металла, а для бетонных конструкций плоского типа (например, бетонного пола) – 81 кг арматуры на 1 м3.

Расчетная масса 1 м стальной арматуры



Удобство использования ГЭСН заключается в том, что с помощью этих нормативов можно также определить точное количество раствора бетона, используя для этого коэффициенты, учитывающие трудно устранимые отходы арматуры, которая в таком растворе будет содержаться.

Однако, конечно, определить более точное количество арматуры, которое вам потребуется для бетона фундамента или перекрытия, позволяют вышеуказанные ГОСТы.

Минимальные нормативные диаметры арматуры

Параметры арматуры в зависимости от ее диаметра



Количество арматуры для укрепления фундамента

Для того чтобы определить количество арматуры, которое необходимо для укрепления бетона, требуется учесть следующие данные:

  • тип фундамента, который может быть столбчатым, плитным или ленточным;

  • площадь фундамента (в м2) и его высота;

  • диаметр арматурных прутков, а также их тип;

  • тип грунта, на котором возводится строение;

  • общий вес строительной конструкции.

Принцип армирования ленточного фундамента



Для армирования фундаментов плитного и ленточного типов преимущественно применяются изделия с ребристым профилем класса A-III и размерами поперечного сечения не меньше 10 мм. В качестве элементов для соединения каркасных решеток допускается использование арматуры гладкого типа и меньшего сечения. Бетон монолитного фундамента для тяжелых строений армируется прутками большего сечения – 14–16 мм.

Арматурный каркас состоит из нижнего и верхнего поясов, в каждом из которых прутки укладываются таким образом, чтобы размер формируемых ячеек составлял приблизительно 20 см. Пояса соединяются между собой вертикальными прутьями, которые фиксируются при помощи вязальной проволоки. Высота и площадь фундамента позволит вам определить, сколько метров арматуры вам потребуется для укрепления бетона. Зная расход арматуры на 1 м3 вашей ЖБК, вы сможете подобрать размер поперечного сечения прутков, который будет зависеть от толщины фундамента.

Схема раскладки арматуры ленточного фундамента




После того как вы определите, сколько арматуры вам будет нужно, вы должны распределить конструкцию из нее таким образом, чтобы на 1 м3 бетона приходилось требуемое количество массы металла. Создавая арматурный каркас, следует обращать внимание на то, чтобы все его элементы были покрыты слоем бетона толщиной не меньше 50 мм.

Определить, сколько нужно арматуры для укрепления ленточного фундамента, несколько проще, чем для более массивных конструкций из бетона. В этом случае также следует придерживаться норм, оговоренных в ФЕР – 81 кг металла на 1 м3 раствора бетона. Ориентироваться следует на размеры вашего ленточного фундамента. Например, если его ширина не превышает 40 см, то на формирование одного армирующего пояса можно пустить два прута с поперечным сечением 10–12 мм. Соответственно, если ширина больше, то и количество арматурных прутков в ряду следует увеличить.

Расчетные площади пеперечного сечения в зависимости от количества стержней



Для фундаментов, глубина которых не превышает 60 см, арматурный каркас создают из двух уровней. Если глубина больше, то количество уровней каркаса рассчитывают так, чтобы они располагались на расстоянии 40 см друг от друга. Для соединения армирующих поясов между собой, как уже говорилось выше, используются вертикальные перемычки, которые монтируют по всей длине каркаса, располагая их с шагом 40–50 см.

Способы армирования углов

Составив несложный чертеж вашего будущего армирующего каркаса и проставив на нем все размеры, вы сможете легко рассчитать, сколько всего метров прутков определенного диаметра вам будет нужно. Вычислив общую длину прутков, вам нужно будет разделить ее на стандартную длину арматуры (5 или 6), и вы узнаете, сколько таких прутков надо приобрести.

Если вы собираетесь заливать ленточный фундамент для легкого строения, а почва на вашем участке крепкая, то для укрепления бетона можно использовать арматуру сечением и до 10 мм, создавая из нее каркас по описанной выше методике.



Арматура Определение и значение — Merriam-Webster

ар · зрелый · ​

ˈär-mə-ˌchu̇r 

-chər,

-ˌtyu̇r,

-ˌtu̇r

1

: орган или структура (например, зубы или шипы) для нападения или защиты

2

а

: кусок мягкого железа или стали, соединяющий полюса магнита или соседних магнитов

б

: обычно вращающаяся часть электрической машины (например, генератора или двигателя), состоящая в основном из витков проволоки вокруг металлического сердечника, в которой индуцируется электрический ток или в которой входной ток взаимодействует с магнитным полем для создания крутящего момента

с

: подвижная часть электромагнитного устройства (например, громкоговорителя)

г

: каркас, используемый скульптором для поддержки моделируемой фигуры из пластика

е

: фреймворк смысл 1a

события, которые служат каркасом книги

Синонимы

  • архитектура
  • кадр
  • конфигурация
  • здание
  • ткань
  • рама
  • каркас
  • обрамление
  • инфраструктура
  • оболочка
  • скелет
  • структура

Просмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе 

Примеры предложений

жесткий арматура сильно расслоенного общества

Недавние примеры в Интернете

У женщины крепкий металлический стержень, арматура , излучающая силу, мощь и безупречные принципы, рама, которая также практична, поскольку поддерживает несколько слоев стильных белых одежд, которые более века назад носили женщины, борющиеся за их право голоса.

— Кристофер Арнотт, 9 лет.0083 courant.com , 4 апр. 2022 г.

Буковац набрасывает красноречивую акустическую арматуру , медленную и минималистическую, но богатую и меланхоличную.

— Барт Булл, SPIN , 10 февраля 2023 г.

Классен говорит, что его команда уменьшила размер магнитов, которые расположены на расстоянии всего одного миллиметра друг от друга, а обмотки также плотно встроены в якорь .

— Эрико Гиззо, 9 лет0083 IEEE Spectrum , 4 января 2019 г.

Динамический драйвер представляет собой 10-мм купол LCS из кевлара, который работает вместе с 11 высокопроизводительными сбалансированными драйверами арматуры от Knowles и Sonion.

— Марк Воробей, Forbes , 14 февраля 2023 г.

Эта арматура была практически инкрустирована декоративным орнаментом, скульптурой и архитектурными изысками.

— Новости Далласа , 24 мая 2022 г.

Века были тяжелыми для пьесы Шекспира; время сдуло песок, чтобы показать нам арматуру под ней.

— Хелен Шоу, Стервятник , 15 февраля 2022 г.

Сбалансированные драйверы арматуры используются в слуховых аппаратах и ​​высококачественных IEM (наушниках-вкладышах), используемых музыкантами на сцене.

— Марк Воробей, 9 лет.0083 Forbes , 11 января 2023 г.

Только построил новую внешнюю оболочку и арматуру , которая придала Биг Тексу его форму.

—Майкл Хог, Dallas News , 19 октября 2022 г.

Узнать больше

Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «арматура». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.

История слов

Этимология

Среднеанглийское, «броня, вооруженная сила», заимствовано из латинского armātūra 9.0084 «вооружение, войско» (средневековая латынь, «доспех, защитное снаряжение животного»), от armātus, причастие прошедшего времени от armāre «вооружить вход 2, экипировать» + -ūra -ure

Первое известное использование

1653, в значении, определенном в смысле 1

Путешественник во времени

Первое известное использование арматуры было
в 1653 г.

Посмотреть другие слова того же года

Словарные статьи Рядом с

арматура

Армата

арматура

реакция якоря

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись
«Арматура».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/armature. По состоянию на 21 апреля 2023 г.

Ссылка на копию

Детское определение

Арматура

существительное

ар · зрелый · ​

ˈär-mə-chər 

-ˌchu̇(ə)r

1

: покрытие или конструкция (например, шипы кактуса), используемые для защиты или защиты

2

: часть электрического генератора

3

: часть электрического двигателя, состоящая из витков проволоки вокруг железного сердечника и вызывающая возбуждение вращаться в магнитном поле при пропускании электрического тока через катушки

4

: подвижная часть электромагнитного устройства (в качестве громкоговорителя) а. com: Энциклопедическая статья об арматуре

Последнее обновление:

— Обновлены примеры предложений

Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи дополнительных определений и расширенный поиск без рекламы!

Merriam-Webster без сокращений

Полное руководство по внутриканальным наушникам/наушникам со сбалансированной арматурой – мой новый микрофон наушники-вкладыши в ушах исполнителей. Внутриушные мониторы часто предпочтительнее складных мониторов из-за соображений обратной связи, и в большом количестве профессиональных внутриканальных мониторов используется сбалансированная конструкция арматуры.

Что такое IEM/наушники со сбалансированной арматурой? IEM (наушники-вкладыши) и наушники представляют собой преобразователи, которые преобразуют аудиосигналы (электрическую энергию) в звуковые волны (энергию механических волн). Модели со сбалансированным якорем (BA) работают на электромагнитных принципах и используют драйверы BA, которые работают с катушкой, намотанной вокруг подвижного якоря, соединенного с диафрагмой.

Я знаю, что это определение может быть немного запутанным без диаграммы и дополнительных пояснений. Эта статья предоставит именно это и даже больше информации, которая поможет нам лучше понять IEM и наушники со сбалансированной арматурой.

Введение в драйверы для наушников

Давайте начнем с общего обсуждения драйверов для наушников, прежде чем переходить к конкретным деталям сбалансированных арматурных драйверов.

Драйверы являются наиболее важными элементами конструкции наушников. Это преобразователи, которые преобразуют звуковые сигналы (электрическую энергию) в звуковые волны (энергию механических волн).

Аналоговые аудиосигналы, которые управляют динамиками наушников, представляют собой электрические сигналы переменного тока.

Источник звука (усилитель для наушников, смартфон и т. д.) подключается к драйверам наушников и пропускает эти сигналы переменного тока через драйверы. Затем работа водителей заключается в воспроизведении этих сигналов переменного тока в виде звуковых волн.

Обратите внимание, что для цифровых аудиоустройств аудиосигналы должны быть обязательно преобразованы из цифрового аудио в аналоговое, чтобы правильно управлять драйверами. Это достигается с помощью ЦАП (цифро-аналоговых преобразователей). ЦАП находятся в усилителях для наушников и в непосредственной близости от разъемов для наушников цифровых устройств.

Чтобы узнать больше об усилителях для наушников и разъемах для наушников, ознакомьтесь со следующими статьями My New Microphone:
• Что такое усилитель для наушников и стоит ли покупать усилитель для наушников?
• Как работают разъемы и вилки для наушников? (+ Схемы подключения)
• Различия между разъемами для наушников 2,5 мм, 3,5 мм и 6,35 мм

Как вы уже догадались, наушники всегда имеют два драйвера (поэтому их название во множественном числе). Каждому драйверу поручено воспроизводить свой собственный сигнал при подаче стереофонического аудиосигнала. В качестве альтернативы, каждый драйвер может принимать одну и ту же копию сигнала при подаче монофонического аудиосигнала.

Для получения дополнительной информации о том, как драйверы наушников получают нужные аудиосигналы, ознакомьтесь со следующими статьями My New Microphone:
• Подробный анализ того, как кабели для наушников передают звук
• Как работают беспроводные наушники? + Bluetooth и True Wireless

Когда звуковой сигнал проходит через драйвер, драйвер заставляет диафрагму вибрировать и воспроизводить звуковые волны, имитирующие звук.

Каждый тип драйвера имеет свои собственные методы преобразования аудиосигналов.

Чтобы узнать обо всех типах драйверов для наушников, ознакомьтесь с моей статьей Что такое драйвер для наушников? (Как работают все 5 типов драйверов).

Электростатические наушники работают на электростатическом принципе, а наушники с костной проводимостью работают на пьезоэлектричестве.

Наиболее распространенным принципом работы наушников является электромагнетизм. По этому принципу работают наушники с подвижной катушкой и планарно-магнитные наушники.

Драйверы со сбалансированным якорем, о которых мы поговорим в статье, также работают с электромагнетизмом. Этот принцип работы лучше всего описывается через электромагнитную индукцию.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция утверждает, что электрический ток, протекающий через проводник, вызывает создание магнитного поля в проводнике (и вокруг него).

Точно так же напряжение возникает на электрическом проводнике, если этот проводник подвергается воздействию изменяющегося магнитного поля.

Через проводящую катушку проходит звуковой сигнал переменного тока. Он распространяет этот ток и изменяющееся магнитное поле на подвижный якорь, вокруг которого он обернут.

Якорь балансируется между двумя магнитами. Поскольку он испытывает переменное магнитное поле, он взаимодействует с магнитами и вибрирует между ними.

Арматура механически соединена с диафрагмой, которая перемещается в соответствии со звуковым сигналом для воспроизведения звука на основе звукового сигнала.

Как драйверы наушников со сбалансированной арматурой работают в качестве преобразователей?

С этим введением давайте углубимся в детали того, как работают IEM/наушники со сбалансированной арматурой.

Как я упоминал в предыдущих разделах, определяющим компонентом наушников со сбалансированной арматурой является драйвер BA.

На самом деле, многие внутриканальные наушники или наушники BA имеют несколько драйверов, поскольку каждый драйвер BA имеет ограниченную частотную характеристику. Мы обсудим это более подробно в этом разделе.

Драйверы BA очень малы и имеют ограничения по размеру. Таким образом, мы когда-либо найдем только сбалансированные арматурные «наушники» типа наушников.

Статья по теме: В чем разница между наушниками и наушниками?

Суть в том, что мы не можем понять сбалансированные арматурные наушники и наушники, не понимая, как работают их драйверы.

Драйвер для наушников со сбалансированной арматурой

Конструкция драйвера для наушников со сбалансированной арматурой довольно сложна. Давайте начнем с упрощенной схемы поперечного сечения, чтобы помочь объяснить, как они работают:

Упрощенная схема поперечного сечения драйвера со сбалансированным якорем

На приведенной выше диаграмме мы видим 7 различных примечательных компонентов конструкции драйвера со сбалансированным якорем:

  • Мембрана
  • Направляющий штифт
  • Якорь
  • Токопроводящая катушка

    4 Магнит

    4 90 4

  • Кейс
  • Звуковое отверстие

что-то похожее на эту иллюстрацию:

Упрощенная схема поперечного сечения драйвера со сбалансированным якорем

В этом примере диафрагма представляет собой жесткий твердый материал, очень похожий на якорь. Он соединен с внутренним корпусом через тонкую гибкую мембрану. Эта мембрана позволяет диафрагме двигаться, сохраняя при этом два объема воздуха (по обе стороны от диафрагмы) разделенными.

Принцип работы одинаков в обеих конструкциях. Так как же работает драйвер сбалансированного якоря?

Начинается с подключения наушников к источнику звука. При правильном подключении звуковой сигнал проходит через цепь, включающую проводящую катушку.

Звуковой сигнал представляет собой электрический сигнал переменного тока, который вызывает изменение магнитного поля в катушке.

Катушка наматывается на проводящий якорь, и электрический сигнал переменного тока и сопровождающее его переменное магнитное поле распространяются на якорь.

Эта арматура уравновешена между двумя магнитами, отсюда и название «уравновешенная арматура». Магнит «вверху» имеет один магнитный полюс, обращенный к якорю, а «нижний» магнит имеет противоположный магнитный полюс, обращенный к якорю.

Переменное магнитное поле внутри якоря взаимодействует с этими двумя постоянными магнитами. Следовательно, когда ток течет в одном направлении, якорь будет притягиваться к верхнему магниту и отталкиваться от нижнего магнита. При изменении направления тока якорь будет притягиваться/отталкиваться в противоположном направлении.

Для получения дополнительной информации о наушниках и магнитах ознакомьтесь с моими статьями Почему и как в наушниках используются магниты? и вредны ли для вас магниты в наушниках?

Этот подвижный якорь механически соединен с тонкой диафрагмой посредством приводного штифта. Когда якорь вибрирует вверх и вниз, это заставляет относительно большую площадь поверхности диафрагмы выталкивать и втягивать воздух. Это толкание и втягивание воздуха производят звуковые волны.

Компоненты сбалансированной арматуры довольно хрупкие, поэтому требуется защитный чехол. Звуковые волны генерируются в этом корпусе и выходят через звуковое отверстие.

Вот как работает сбалансированный драйвер арматуры!

Частоты вибрации якоря и диафрагмы должны соответствовать формам подаваемых звуковых сигналов. К сожалению, сбалансированные арматурные драйверы имеют заведомо плохую частотную характеристику.

Это означает, что, хотя диапазон слышимости человеческого слуха составляет от 20 Гц до 20 000 Гц, а качественные аудиосигналы могут охватывать весь этот диапазон, балансные арматурные драйверы не могут воспроизводить все эти частоты.

Это отчасти связано с собственными резонансными частотами, присущими сбалансированному якорю. Якорь будет легче перемещаться на одних частотах по сравнению с другими. Кроме того, объем воздуха внутри корпуса имеет свои резонансы из-за габаритов корпуса.

Настройка драйвера со сбалансированным якорем

Часто требуется сильное демпфирование для выравнивания частотной характеристики. Тем не менее, многим преобразователям BA требуется несколько драйверов для эффективного воспроизведения широкой частотной характеристики.

Существует множество факторов, которые производители настраивают (или, по крайней мере, знают о них), влияющих на звук драйверов BA, устройств и, в конечном счете, на слуховой аппарат, наушники или наушники-вкладыши.

К этим факторам настройки драйвера сбалансированного якоря относятся:

  • Размер и внутренний объем
  • Масса и жесткость якоря

  • 5 9 Масса диафрагмы 9000

  • 0013 Демпфирование якоря
  • Акустические фильтры
  • Звукоотвод
  • Длина и диаметр трубки
  • Демпфирование трубки

Размер и внутренний объем 4 драйверов A 904

внутренний объем являются основными факторами в определении максимального уровня выходного сигнала . Большие объемы позволяют использовать большие диафрагмы и большее движение диафрагмы, что приводит к более высоким уровням звукового давления.

Некоторые приемники BA имеют небольшие вентиляционные отверстия в корпусе за диафрагмой для увеличения «внутреннего объема» и повышения уровня звукового давления.

Масса и жесткость якоря

Увеличение массы якоря позволяет увеличить магнитный поток и улучшить низкие частоты.

Уменьшение массы и увеличение жесткости арматуры увеличивает пропускную способность системы, но ухудшает отклик на низких частотах.

Получить расширенную частотную характеристику с приличным басом в драйвере BA сложно. По этой причине существуют драйверы BA, предназначенные для работы в качестве «басовиков» для воспроизведения низких частот. Некоторые наушники со сбалансированным якорем даже включают динамический драйвер с подвижной катушкой для воспроизведения низких частот, чтобы не полагаться на драйвер BA для этого.

Жесткость мембраны и масса диафрагмы

При прочих равных большие диафрагмы проталкивают больше воздуха, но большая масса ограничивает их способность воспроизводить высокие частоты.

Масса и жесткость диафрагмы являются ключевыми факторами, определяющими положение, относительную амплитуду и добротность резонансных пиков динамика БА. Регулировка жесткости и массы, таким образом, является способом настройки драйвера BA.

Расположение диафрагмы также играет роль в определении общей громкости драйвера. Расположение диафрагмы выше в корпусе увеличивает задний объем водителя (внутренний объем) и обеспечивает более высокий уровень звукового давления.

Демпфирование якоря

Помещение демпфирующего материала между якорем и магнитами помогает гасить резонансные пики, ограничивая движение якоря. Это, к сожалению, снижает выходные уровни драйвера, но чаще всего является хорошим компромиссом.

Демпфирование якоря также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в повышении долговечности драйвера BA за счет значительного снижения риска удара якоря о магниты.

Акустические фильтры

Акустический фильтр может быть помещен в звуковое отверстие, чтобы помочь уменьшить резонансные частоты и убрать нежелательные высокие и низкие частоты на выходе драйвера BA.

Звуковое отверстие

Форма и длина звукового отверстия будут вызывать собственные резонансы, окрашивающие звук драйвера.

Длина и диаметр трубки

Трубки, идущие от динамиков к акустическому выходу наушников, добавляют дополнительную окраску звуку за счет собственных резонансов.

Большая длина трубки приводит к появлению низкочастотных резонансов, которые, как правило, выше резонансов самого драйвера.

Больший диаметр трубки сужает и увеличивает резонансы трубки.

Демпфирование трубки

Фильтры демпфирования трубки ограничивают поток воздуха внутри трубки и могут помочь сгладить резонансные пики в конструкции наушников в целом. Это работает аналогично уменьшению диаметра трубы.

Несмотря на все вышесказанное, даже с демпфированием и настройкой резонансные пики, присущие драйверам BA, часто слишком велики для обеспечения точного воспроизведения звука.

Во многих случаях требуется несколько динамиков BA с соответствующими системами кроссовера в одном наушнике для получения плоско настроенной частотной характеристики.

Использование нескольких динамиков с кроссоверами

Ограниченные частотные характеристики сбалансированной арматуры позволяют им великолепно звучать в определенных частотных диапазонах, но они часто плохо работают, когда нужно покрыть весь слышимый диапазон частот.

Их настроенные резонансы могут оказаться полезными в слуховых аппаратах, если у пациента есть определенная нулевая точка слуховой чувствительности. Тем не менее, один драйвер BA может работать хуже с наушниками-вкладышами, которые предназначены для воспроизведения полного звукового микса для исполнителя.

Поэтому во многих ушных мониторах используется несколько сбалансированных арматурных динамиков для обеспечения широкой частотной характеристики.

Например, в Audiosense T800 (ссылка для проверки цены на Amazon) используется 8 Balanced Armature для каждой стороны.

Audiosense T800

Каждый наушник Audiosense T800 имеет следующие драйверы BA:

  • Knowles SWFK-31736-000 (двойной твитер)
  • Knowles HODVTEC-31618-000 (двойной низкочастотный динамик)
  • 4 900 пользовательские драйверы Knowles

Audiosense T800 Knowles 8 драйверов со сбалансированной арматурой

Как мы видим, 8 драйверов объединены в 3 корпуса.

  • SWFK-31736 имеет 2 драйвера в 1 корпусе с 1 звуковым выходом.
  • HODVTEC-31618 также имеет 2 драйвера в 1 корпусе с 1 звуковым выходом.
  • 4 нестандартных драйвера Knowles заключены в 1 корпус с 2 звуковыми выходами.

Каждый драйвер отвечает за свой собственный меньший диапазон в частотной характеристике T800 от 5 Гц до 22 000 Гц.

Драйверы закреплены внутри наушника с помощью соответствующей трубки, которая объединяет их звуковые выходы и направляет звук к выходу наушника.

Теперь мы сталкиваемся с ситуацией отправки звукового сигнала на наушник с несколькими разными драйверами. Чтобы динамик правильно работал со всеми этими различными драйверами, мы должны по существу разделить аудиосигнал на несколько частотных диапазонов и отправить соответствующие «фрагменты» аудиосигнала на соответствующие драйверы BA.

Это разделение стало возможным благодаря кроссоверу. Кроссовер эффективно выделяет из сигнала разные полосы частот и направляет эти меньшие полосы на драйверы, наиболее подходящие для их воспроизведения.

Кроссоверы обычно используются в акустических системах, где они разделяют один входной сигнал для создания двух или трех выходных сигналов, состоящих из отдельных полос высоких, средних и низких частот. Затем разные полосы используются для управления разными динамиками в звуковой системе, а именно твиттерами, низкочастотными динамиками и сабвуферами соответственно.

Системы кроссовера оптимизируют звук преобразователей с несколькими драйверами. Например, они не посылают высокочастотные сигналы на низкочастотный динамик, который не сможет их правильно воспроизвести. Этот дополнительный аудиовход будет тратить энергию в низкочастотном динамике.

Они также защищают меньшие по размеру высокочастотные динамики от выброса мощных низкочастотных сигналов.

Так как же эти перекрестные системы/сети делают то, что они делают? Простой ответ: с фильтрами.

Кроссоверная сеть будет включать фильтр верхних и нижних частот и, в зависимости от преобразователя, который он питает, полосовой фильтр. Эти 3 различных типа фильтров выполняют следующие функции:

  • Фильтр высоких частот: позволяет «пропускать» высокие частоты, отсекая частоты ниже определенного порога. Выходы этих фильтров обычно отправляются на твитеры.
  • Полосовой фильтр(ы): позволяет частотам в пределах указанного диапазона «проходить», отсекая частоты ниже одного порога и частоты выше другого порога. Выходы этих фильтров обычно направляются на среднечастотные динамики.
  • Фильтр нижних частот: позволяет «пропускать» низкие частоты, отсекая частоты выше определенного порога. Выходы этих фильтров обычно отправляются на вуферы.

Базовая фильтрация сетевых частот кроссовера аудио

Чтобы узнать больше об упомянутых выше фильтрах, ознакомьтесь со следующими статьями My New Microphone:
• Эквалайзер звука: что такое фильтр верхних частот и как работают HPF?
• Аудиоэквалайзер: что такое полосовой фильтр и как работают BPF?
• Эквалайзер звука: что такое фильтр нижних частот и как работают LPF?

О фильтрах нужно знать гораздо больше, чем перечисленные выше основы, но этого достаточно, чтобы понять конструкции наушников с балансным якорем.

Кроссовер, встроенный в наушники БА, посылает соответствующие полосы аудиосигнала на соответствующие драйверы БА.

Фильтры постоянно используются в аудиоприложениях. От дизайна наушников, громкоговорителей и микрофонов до микширования, мастеринга и музыкальной модуляции.

Чтобы узнать больше об использовании фильтров в микрофонах, ознакомьтесь с моей статьей Что такое фильтр высоких частот для микрофона и зачем его использовать?

Примеры приводов со сбалансированным якорем

Давайте рассмотрим несколько примеров отдельных сбалансированных арматурных драйверов/ресиверов от двух наиболее известных брендов: Knowles и Sonion.

Я добавлю графики частотной характеристики и импеданса, чтобы показать, как разные драйверы BA демонстрируют разные резонансы.

Мы также обсудим предполагаемое использование блоков драйверов и количество драйверов в блоках BA.

Чтобы узнать больше о частотных характеристиках наушников, импедансе и чувствительности, ознакомьтесь со следующими подробными статьями My New Microphone:
• Что такое частотная характеристика наушников и что такое хороший диапазон?
• Полное руководство по определению импеданса наушников
• Полное руководство по рейтингу чувствительности наушников 54

  • Полное сопротивление: 48 Ом
  • Чувствительность: 130 дБ SPL/мВт

    • Knowles HODVTEC-31618-000 (ссылка для ознакомления с техническим описанием)Knowles HODVTEC-31618-000 Частотная характеристикаKnowles HODVTEC-31618-000 Импеданс

    Knowles SWFK-31736-000

    • Динамики: 2
    • Назначение: ВЧ-динамик
    • Импеданс:
    • 6,9 4 Ом

      : 100 дБ SPL/мВт

    Knowles SWFK-31736- 000 (ссылка для ознакомления с техническим описанием)Knowles SWFK-31736-000 Частотная характеристикаKnowles SWFK-31736-000 Импеданс

    Sonion 26A005

    • Драйверы: 1
    • Целевое использование4:

      3 Импеданс: 50 Ом

    • Чувствительность: 104 дБ SPL/мВт

    Sonion 26A005 (ссылка для ознакомления с техническим описанием) Sonion 26A005 Частотная характеристика

    Нет графика импеданса 4 90 Плюсы и минусы наушников со сбалансированной арматурой

    Как и в случае с любой другой технологией, у сбалансированных арматурных наушников есть свои плюсы и минусы. Плюсы и минусы суммированы в следующей таблице:

    Плюсы Минусы
    Высокая эффективность/чувствительность Сильные резонансные пики и плохая частотная характеристика
    Миниатюрный размер Для наушников BA обычно требуется несколько драйверов BA
    Широкий выбор конструкций драйверов BA Доступно только в наушниках и наушниках-вкладышах
    Пассивный принцип работы Хрупкость

    Плюсы наушников со сбалансированной арматурой

    Высокая эффективность/чувствительность

    Сбалансированный якорь довольно нестабильно сбалансирован между магнитами драйвера. Чтобы заставить двигаться якорь, не требуется много энергии, а это значит, что не требуется много энергии, чтобы заставить механически связанную диафрагму двигаться и издавать звук.

    Таким образом, звуковые сигналы низкого уровня могут вызывать довольно высокие уровни звукового давления из драйвера со сбалансированным якорем.

    Это означает, что драйверы BA не требуют усиления. Тем не менее, их относительно низкий электрический импеданс позволяет им работать лучше всего, когда они управляются источниками выходного сигнала со сверхнизким импедансом. 9№ 0003

    Миниатюрный размер

    Небольшие размеры динамиков BA делают их отличными кандидатами для использования в наушниках и наушниках-вкладышах. Их миниатюрный дизайн позволяет использовать несколько драйверов BA в одном наушнике.

    Сбалансированные арматурные излучатели могут занимать менее половины общего объема самых маленьких динамических излучателей для наушников.

    Обратите внимание, что на самом деле существуют ограничения на размеры драйверов BA, что я считаю недостатком. Мы определим это в ближайшее время.

    Широкий выбор конструкций драйверов BA

    Как мы узнали из раздела «Настройка сбалансированного драйвера якоря», драйверы BA можно настраивать различными способами.

    Существуют драйверы BA широкого диапазона, драйверы BA низкочастотного диапазона низкого уровня, драйверы BA среднего диапазона и драйверы BA высокого класса типа твитера. Комбинация по-разному настроенных драйверов позволяет производителям формировать частотную характеристику своих наушников/внутренних наушников.

    Пассивный принцип работы

    Драйверы со сбалансированным якорем работают на принципах электромагнетизма и не требуют питания для правильной работы. Системы кроссовера, используемые для делегирования разных полос аудиосигнала разным драйверам, также могут иметь пассивную конструкцию.

    Недостатки наушников со сбалансированной арматурой

    Сильные пики резонанса и плохая частотная характеристика

    Драйверы со сбалансированной арматурой имеют тенденцию иметь множественные резонансные пики в своих частотных характеристиках, которые изменяют точность звука, который они воспроизводят из подаваемого аудиосигнала.

    Эти резонансные частоты вызывают весьма окрашенные и довольно неестественные звуки. Опять же, эти резонансы могут быть вызваны любым из следующих факторов:

    • Размер и внутренний объем
    • Масса и жесткость арматуры
    • Жесткость мембраны и масса диафрагмы
    • Демпфирование арматуры
    • Акустические фильтры
    • Звуковое отверстие
    • Длина и диаметр трубки
    • Демпфирование трубки

    Наушники 23

    Из-за довольно плохие частотные характеристики драйверов BA, для наушников/внутренних наушников BA часто требуется несколько драйверов для достижения плоской и расширенной частотной характеристики, которая позволяет точно воспроизводить звук.

    Добавление нескольких драйверов увеличивает сложность, хрупкость и стоимость наушников.

    Обратите внимание, что иногда требуется динамический драйвер с подвижной катушкой, чтобы охватить диапазон низких частот частотной характеристики.

    Доступно только в наушниках и мониторах-вкладышах

    Это не означает, что драйверы BA нельзя использовать в наушниках большего размера. Однако их хрупкость и чрезмерно окрашенные частотные характеристики слишком невыгодны по сравнению с драйверами с подвижной катушкой, планарными магнитными и электростатическими драйверами для наушников большего размера.

    Хрупкость

    Помните, что якорь свободно балансирует между двумя магнитами. Падение наушника BA, скорее всего, приведет к тому, что якорь ударится об один из магнитов с достаточно большой механической силой, чтобы повредить якорь или диафрагму. Это в лучшем случае вызовет искажение сигнала, а в худшем сделает наушники непригодными для использования.

    Примеры наушников со сбалансированным якорем

    Чтобы лучше понять практическое использование драйверов со сбалансированным якорем в IEM и наушниках, давайте рассмотрим несколько примеров.

    1MORE Quad Driver IEM

    Наушники 1MORE Quad Driver IEM (ссылка для проверки цены на сайте 1More) BA оснащены алмазоподобным углеродным динамическим драйвером и тремя сбалансированными арматурными драйверами в каждом наушнике для обеспечения безупречной прозрачности, объемности и реализма.

    Также имеется встроенный микрофон для удобного вызова и записи голоса при подключении к смартфонам, ноутбукам и т. д.

    1MORE Quad Driver IEM

    • Частотная характеристика: 20 Гц – 40 000 Гц
    • Чувствительность: 99 дБ SPL/мВт
    • Импеданс: 32 Ом

    FiiO FA7

    FiiO FA7 (ссылка для сравнения цен на 4 диска на Amazon и B&BAM Photo/Video) кроссовер. Эта пара хорошо подходит для музыкантов, инженеров и аудиофилов.

    В конструкцию входят 4 сбалансированных арматурных драйвера Knowles:

    • CI-22955 для баса (большая диафрагма): быстрый отклик с низким уровнем искажений.
    • ED-29689 для средних частот: полный, приятный и неутомительный звук.
    • Dual-BA SWFK-31736 для высоких частот: расширенных и детализированных высоких частот для естественного и чистого звука.

    FiiO FA7

    • Частотная характеристика: 20 Гц – 40 000 Гц
    • Чувствительность: 110 дБ SPL/мВт при 1 кГц
    • Полное сопротивление: 0054

    FiiO представлен в следующие статьи My New Microphone:
    • Топ-14 лучших брендов наушников в мире
    • Топ-13 лучших производителей усилителей для наушников в мире
    • Топ-9 лучших брендов портативных ЦАП (цифро-аналоговых преобразователей)

    Westone UM Pro 30

    The Westone UM Pro 30 (ссылка для сравнения цен на Amazon и B&H Photo/ видео) Наушники BA предназначены для персонального прослушивания и профессионального сценического мониторинга. В мониторах используются драйверы с тройным балансным якорем в пассивной кроссоверной сети.

    Westone UM Pro 30

    • Частотная характеристика: 20 Гц – 18 000 Гц
    • Чувствительность: 124 дБ SPL/мВт
    • Импеданс: 56 Ом (на 1 кГц) качественных наушников с 3 динамиками на наушник.

      Эти изящные, компактные наушники с шумоизоляцией идеально подходят для использования дома или в дороге. В каждом наушнике есть три драйвера, которые Shure называет MicroDrivers (сбалансированные арматурные драйверы). Эти микродрайверы включают в себя один «твитер» и два «вуфера» для богатого и детального отклика во всем слышимом диапазоне.

      Статья по теме: Есть ли в наушниках сабвуферы и как HP воспроизводят басы?

      Shure SE535

      Shure SE535 входит в список лучших наушников-вкладышей стоимостью менее 500 долларов по версии My New Microphone.

      • Частотная характеристика: 18 Гц – 19 000 Гц
      • Чувствительность: 119 дБ SPL/мВт
      • Импеданс: 9007 9004 36 Ом Shure упоминается в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
        • Топ 13 лучших брендов для наушников в мире
        • Top 14 лучших брендов для наушников/наушников в мире
        • Топ 11 лучших брендов микрофона.