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Sekundärkalibrierung für Mikrofone und Schallpegelmesser im Infraschallfrequenzbereich

01.07.2021

Ein wichtiges Element der Kalibrierinfrastruktur für die Sicherung der Rückführung von Schallmessungen ist eine sekundäre Kalibrierung, die Ergebnisse aus gut ausgerüsteten Kalibrierlaboratorien in den praktischen Anwendungsbereich übertragen kann. In der PTB wurde ein röhrenförmiges Beschallungsgefäß entwickelt, das diese Übertragung für Schallfrequenzen im Luftinfraschallbereich realisieren kann.

Das Beschallungsgefäß besteht aus einer Acrylglasröhre, die an der Oberseite durch einen Deckel verschlossen ist. An der Unterseite erzeugt ein Lautsprecher ein sinusförmiges Anregungssignal und sowohl Testgerät als auch Referenzwandler werden durch den Deckel in das erzeugte Schallfeld eingeführt. Auf Grund der speziellen Konstruktion ist dieses Schallfeld sehr homogen an allen Positionen der Mikrofone und Schallpegelmesser. Spezielle Halterungen im Deckel erlauben es, die Druck-Ausgleichöffnungen der Mikrofone entweder innerhalb oder außerhalb des Schallfeldes zu positionieren, jeweils in Abhängigkeit von der Art der Kalibrierung oder dem möglichen Anwendungsfall. Das Kalibriersystem kann für eine Vielzahl der gegenwärtig verfügbaren, in Funktionsweise und Eigenschaften sehr unterschiedlichen, Sensoren eingesetzt werden.

 

Bild 1: Neue Kalibriereinrichtung

Der neue Aufbau deckt einen Frequenzbereich von 0,5 Hz bis 100 Hz ab. Bei höheren Frequenzen wird das Schallfeld nach und nach inhomogener und bei tieferen Frequenzen sinkt der Schalldruckpegel auf Grund von Undichtigkeiten zunehmend ab. Die Unsicherheit der primären Kalibrierung des Referenzmikrofones ist im Moment noch der Hauptbeitrag zum Messunsicherheitsbudget. Eine Widerholbarkeit von 3/100 dB kann im Moment bei einer geeigneten Messung erreicht werden. Sie steht einer Messunsicherheit von 0,23 dB der primären Kalibrierung bei 2 Hz gegenüber.

Der Messaufbau ist Teil des EMPIR-Projekts infraAUV, in dem verbesserte primäre Kalibrierverfahren entwickelt werden. In Zukunft wird der neue Messplatz für alle Kalibrierungen bei sehr niedrigen Frequenzen eingesetzt werden können, wie sie z. B. bei Baumusterprüfungen von Schallpegelmessern erforderlich sind. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Kalibrierung von Geräten, die für Umgebungslärmmessungen im Freien oder in Gebäuden eingesetzt werden.

   

Literatur:

[1] Internetseite des EMPIR-Projekts IntraAUV: Opens external link in new windowLink

 

Ansprechpartner:

Marvin Rust, FB 1.6, E-Mail: Opens local program for sending emailmarvin.rust(at)ptb.de

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