影响钢琴音准的因素
摘要：钢琴知识入门-特点-分类篇：对铸铁支架对音准的影响，木背架对音准的影响，弦轴板的配置对音准的影响等影响钢琴音准的因素的介绍说明。
影响钢琴音准的因素
影响音准的因素
钢琴的设计准则就是为了取得音准、音 质、反应灵敏三项指标(外观装饰性等是大 多数产品的共性)这三项指标音准是基础。 任何一件乐器失去了音准就失去了使用价 值。因此，为了保证音准的稳定在张弦结构 系统采取了很多措施，现仅就音准方面分析 如下。
1.铸铁支架对音准的影响
铸铁支架是支撑弦列最重要的部分，以 立式琴为例，它要承受15-16吨的张力。在 铁支架上张力的分布也不是非常均匀的，受 力的情况是非常复杂的，在受力比较集中的 部位(例如中高音分档处)如果设计强度未 相应加大，或加工中与木背架装配的不十分 准确，就会在弦的巨大张力下向前倾斜变 形。变形越大，高音下降越多，当变形停止了 (超过变形的极限铸铁支架就将断裂)，音高 下降才能停止。因此，铸铁支架的设计要素 是变形小，其抗张强度要远远大于弦的张 力，并能抵抗琴弦的振动。
2.木背架对音准的影响
木背架的作用是：一方面加固铸铁支架，另一方面用来装配其他部件。它的稳固性如何，与铁支架的配合是否合理正确，对音准稳定性有很大影响。常见一些旧琴木背架略向前弯曲变形的状况(新琴有时也有这种情况)就是因抵抗琴弦张力及铁支架变形造成的，甚至会出现背架开胶等缺陷，如无木支架的支撑，铁支架就将因较大变形而断裂(专门设计的无背架琴是在铁支架上采取了措施)。木支架配制不合适就不能起到加固铁支架的作用，后果也是严重的。
3.弦轴板的配置对音准的影响
弦轴板对音准稳定的影响极大，特别是 温湿度变化较大时极易造成音准变动。轴板 应以优质硬木并按木材纹理的横、竖多层胶 合，经干燥处理后加工而成，这是各制造钢 琴的工厂都严格遵守的。易于忽略的问题是 轴与孔的配合。弦轴是靠过盈配合紧固在轴 板上。正确掌握过盈量不是一件容易的事， 钻头磨得不正，会造成孔径加大，弦轴直径 不准、镀层薄厚也都会影响过盈量，另外，弦 轴加工滚扣深浅、螺距疏密、螺纹表面形状、 弦轴表面的油垢以及弦材质的不同，甚至钻 孔的速度，钻头排屑的好坏都影响弦轴的紧 固程度。弦轴过松会造成音高不能保持，弦 轴过紧，近期影响是调音困难，远期影响将 会促成轴板开裂。
4.音板对音畦的影响
音板的作用是将从琴弦振动得到的能 量增强并辐射到空气中去。为了使琴弦的 振动能量尽量少受损失的传导给音板，在 布置弦列时就要求弦对音板有个角度(通 常0．5度-2度 )，弦的曲折角度通过弦马对音板产生压力，在正常的弦张力**角度的状态 F对音板的总压力达到600kg。为了抵抗这 个压力用略弯曲的肋木及边框来支撑音板， 使其达到适度的球面以抵抗弦的压力，使音 板不致塌陷，肋木的截面尺寸，木材切向角 度，弯曲程度及年轮的疏密，对音板抗压强 度有影响。抗压强度小，音板易塌陷音质易 变坏，抗压强度过大，受温湿度影响造成变 形而改变了弦的角度，也就改变弦的张力，音准即发生变化，要求肋木的抗压强度恰好 抵消弦的压力，要做到这一点对木材材质的 要求就过于苛刻了，这在大量生产的过程中是不经济的。因此，琴弦对音板的压力与音 板抗压强度的不平衡必然引起音准的变化， 这在一定程度上是不可克服的。
5.低音马桥对音准的影响
为改善低音区的音质，在立式钢琴上低音弦马都设计有一排接板称为马桥板，其目的是为了避免弦马靠近音板边缘以增强低 频的振动及传播能力。上面说过弦的曲折角度对音板造成压力，这个压力是通过弦马传导给音板的，低音是通过弦传给马桥，马桥再传给音板的，所以马桥先于音板承受压力，这时马桥所受压力总值约130ks。在音板受外界条件影响而变形时，最敏感的是低音弦马角度的变化，其变化量与马桥的宽度成正比。当然这里还存在着马桥材质强度不同，弦的张力在不同型号琴有所不同，弦马配制的高低不同形成弦的曲折角度不一样，对马桥压力也不同，音准的变化也有不同影响。
6.压弦条、马钉对音准的影响
为了取得理想的音质，在布置弦列时采取了一系列措施，这些措施即可看做是对保持音准稳定的有效措施，也可认为是对音准有影响的因素。 在立式钢琴上，中、高音弦每根弦都可以分为六部分，受力的顺序是第二段，第三段，第四段，第五段，第六段，其中第四段是工作部分，称为有效振动部分。在调音过程中，整根琴弦的张力往往是不平衡的，在弦紧张的过程中第二段张力值最大，因为弦在紧张过程中要克服压弦条及弦枕的摩擦力，压弦条角度越大，摩擦因数就越大，当弦拉紧到需要张力，加上压弦条摩擦因数，再加上弦枕摩擦因数，有效振动部分才能达到需要紧张程度，同样道理张力传到第五、六段，使整条弦张力趋于平衡。但是这种张力平衡实现非技术纯熟的调律师很难做到，致使弦的有效振动部分暂时达到要求，其他部分或大于或小于要求张力，整条弦的张力处于不平衡状态。时间稍长或弹奏振动后整条弦张力渐趋平衡，音准就会变化。当然高明的调律师正是利用这些原理使整条弦达到平衡。在一段时间内即使第二三五六弦段琴弦的张力有微弱的变化，由于各弦段结点的摩擦力，使音准也不会明显的变动。低音弦的受力情况与中、高音略有不同，但原理相同。
7.温湿度对音准的影响
凡是有经验的调律师都曾亲身体会到，一台精心调准的钢琴，转瞬间音准就会有较大变化，特别是低音区的变化更为明显，例如在一个房间将琴调好后，将琴移到另一温度不同的房间去(相差5cC以上)，冬季在有暖气的房间将琴调好后，将门窗打开半小时后，音准便会有显著的变化。当温度恢复到原来高度时，音准也会随之好转，但往往不能恢复原状，这是因琴弦各部分的张力平衡受到破坏造成的。湿度的变化对音准的影响也是不应忽视的，因钢琴的构成体绝大部分是木质的，虽然在加工中进行了干燥处理，却不能保证不受湿度的影响。根据1981年第4期《乐器》发表的缪龙杰同志编译的《相对湿度和钢琴音高》一文介绍，美国华盛顿大学曾对一台小型三角钢琴进行了为期三年的监测。监测期间既不弹奏也不调音，使琴任其自然地处于周围空气之中。其湿度变化30%-60%之间，音高的变化平均达到12音分，即使湿度变化仅发生在几天之中，钢琴的音高也会受到影响。文章的结论是“湿度变化范围越大就意味着钢琴音高的波动越大”。“湿度波动始终是钢琴音高的大敌，无论乐器使用与否都是如此”。
8.琴弦对音准的影响
琴弦对音准的影响有多大，是确定合理的调音周期的关键因素，因此，多数技术人员对琴弦在张力作用下产生的物理性伸长非常重视，而这个课题以前未专门进行综合研究，所以没有可靠的数据可供参考，调音周期是依前人经验来稳定的。弦的品质与音准有关系，在国外琴钢丝已经作为一种专用材料来进行生产，专门供做琴弦使用。但即使是这种弦，在强大的张力作用下也会有所伸长，这种现象称“张弛”。是因钢丝的可塑性引起的不可避免的现象。弦的塑性变形导致弦的应力减小频率降低。这种塑性变形的时间长短是设置调音周期的理论根据，因为上述七种影响音准的因素前六种均为设计强度，加工精度，材料对自然环境的适应程度所决定的。如果设计强度不够，加工精度不良，温湿度条件的改变使音准受到影响，延长调音周期也不能保证音准的稳定。所以音准稳定是综合条件反映，调音周期只反映了音准稳定中的一个方面，这个方面又是以琴弦的塑性变形为主要方面，其他方面可以通过设计和加工工艺解决。