Grundlagen

Die ersten akustischen Messgeräte waren rein mechanische Instrumente, wie z.B. die Rayleigh-Scheibe zur Messung der Schallschnelle, der Helmholtz-Resonator zur Klanganalyse mit dem menschlichen Ohr als Indikator oder das Kundt’sche Rohr zur Wellenlängenbestimmung.

In der modernen akustischen Messtechnik werden überwiegend elektroakustische Mittel verwendet. Das Funktionsprinzip basiert auf der Aufnahme der akustischen Größe mit einem elektroakustischen Wandler (Schallempfänger) und Umwandlung derselben in eine entsprechende elektrische Größe, der Verstärkung dieser elektrischen Größe und eventuell einer Bewertung derselben und Anzeige bzw. Registrierung des Ergebnisses.

Mikrofone im Allgemeinen gestatten die Umsetzung akustischer Größen – normalerweise des Schalldrucks – in elektrische Signale, die weiter bearbeitet werden können. Spezielle Kondensatormikrofone werden aufgrund ihrer messtechnischen Eigenschaften – großer Frequenz- und Dynamikbereich sowie hohe zeitliche Stabilität – und des relativ geringen Einflusses von Temperatur, Feuchte und Luftdruck auf die Übertragungseigenschaften weltweit als Normalmikrofone verwendet.

Kalibrierung von Mikrofonen

Die Reziprozitätsmessmethode, eine Primärmessmethode, wird im BEV zur Kalibrierung von Mikrofonen eingesetzt. Grundlage dieser Methode ist die Umkehrbarkeit der elektro-akustischen Wandler (Mikrofon), welche nur für speziell ausgeführte Laborstandardmikrofone gegeben ist. Der Leerlaufübertragungsfaktor M [V.Pa-1] eines Mikrofons ist definiert als Quotient aus der Leerlaufausgangsspannung U [V] und dem Schalldruck p [Pa] an der Mikrofonmembrane.

Durch paarweise Messungen wird das Produkt der Leerlaufübertragungsfaktoren zweier Mikrofone als Funktion der akustischen Transferimpedanzen abgebildet. Je nach Anzahl der unbekannten Mikrofone – zumindest 3 Mikrofone sind notwendig – wird der Zusammenhang in einer entsprechenden Anzahl von Gleichungen dargestellt. Zuletzt wird unter Berücksichtigung von zahlreichen thermodynamischen Korrekturgrößen der Leerlaufübertragungsfaktor der einzelnen Mikrofone bestimmt.