DE1499312B2 - Eichvorrichtung fuer mikrophone - Google Patents

Description

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Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in In dem Schalterabschnitt S₂ jedoch sind seine Kon-

F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels taktstellen 4' und 5' miteinander verbunden und über

näher erläutert. Es zeigt eine Verbindung 7'" an die Leitung 7" sowie an die

F i g. 1 ein Schaltschema der Eichvorrichtung bei Mikrophonelektrode TA angeschlossen, während die

Veranschaulichung des Mikrophonaufbaus mit ge- 5 Kontaktstellen 8' und 9' beide über die Leitung 7""

schlossenem Hohlraum im Längsschnitt in einer bevor- an die Außen- oder geerdete Elektrode IB des Mikro-

zugten Ausführungsform; phons7 angeschlossen sind. Die Schaltkontakte 2',

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der das loga- 3', 6' und 7' sind bei 5" alle an die Innenelektrode 5 A

rithmische Potentiometer und den Mehrzweck-Schalt- des zu prüfenden Mikrophons 5 angeschlossen. Der

mechanismus nach F i g. 1 verkörpernden mechani- io Kontaktgeber C₂ ist über die Leitung 9 an einen

sehen Einzelheiten der Eichvorrichtung. Schallpegelmesser bzw. ein Spannungsmeßgerät D an-

In F i g. 1 ist der zum Bestimmen der Mikrophon- geschlossen.

Empfindlichkeitsverhältnisse verwendete Hilfswand- Die ersten fünf und die neunte Schaltstelle des ler 3 in Form eines piezoelektrischen Ringes, beispiels- Schalterabschnitts S₃ sind offen, jedoch sind die weise aus Bariumtitanat od. dgl., dargestellt, der eine 15 Kontakte 6', T und 8' bei 13 an die Leitung 7"" und zylindrische Wand des Hohlraumes 1 abgrenzt und an die Mikrophonelektrode IB angeschlossen, wobei bei seiner elektrischen Erregung über die Leitung 3" der Kontaktgeber C₃ bei 14 an den vorerwähnten (und natürlich über einen Erdanschluß) über die ge- Stromprüfkondensator C₅ angeschlossen ist, dessen samte Hohlraumkammer einen gleichmäßigen und unterer Anschluß (F i g. 1) geerdet ist.
symmetrischen Schalldruck erzeugt. Mit dem Hohl- 20 In dem vierten Schaltabschnitt S₄ des Mehrfachraum steht ein zu eichendes, symmetrisch angeordnetes schalters sind die Kontakte 2', 3', 6' und 7' bei 5'" Mikrophon 5 sowie ein diesem gegenüberliegend an- an die äußere Mikrophonelektrode SB und die Kongeordnetes reziprokes Mikrophon 7 in Verbindung. takte 4', 5' und 9' an die Leitung 13 und somit über Die zu messende Empfindlichkeit M des Mikrophons 5 die Leitung 7"" an die Mikrophonelektrode IB anwird im wesentlichen durch den nachstehenden Aus- 25 geschlossen. Der Kontaktgeber C₄ des Schalters ist druck: jedoch über die Leitung 12 an den Ausgangsanschluß V₀ V₂ V₂ des Spannungsteilers A angeschlossen und außerdem

M(dB) = 10log + log— + log— (1) _{über einen} zwischengeschalteten Widerstand R ge-

^r^°^{Cs Kl Vs} erdet.

bestimmt, worin V₀ das Volumen des Hohlraumes 1, 30 Im nachstehenden ist die Prüf- oder Meßfolge, die P₀ der atmosphärische Druck an dem Verwendungsort durch Verstellen des Bedienungsknopfes S' auf die des Instruments, γ das Verhältnis der spezifischen verschiedenen neun Stellungen des Mehrfachschalters Wärme bei konstantem Druck zu der spezifischen S₁, S₂, S₃, S₄ bewirkt wird, unter Umgehung der Not-Wärme bei konstantem Volumen des Gases in dem wendigkeit des körperlichen gegenseitigen Austausches Hohlraum 1 (beispielsweise γ = 1,4 für Luft oder 35 von Wandlern und der mit ihnen in Zusammenhang Sauerstoff), C_s die Kapazität des in F i g. 1 darge- stehenden Ausrüstung sowie die Steuerung des logastellten, nachstehend näher zu beschreibenden Strom- rithmischen Potentiometers P zum Bewirken der erprüf-Kondensators, F₂, V₂ und V₁' die an dem Mikro- forderlichen Berechnung beschrieben,
phon 5 bzw. 7 auftretenden ermittelten Spannungen Bei offener Schaltstelle 1' des Schalters ist eine auf und Vs eine an dem Prüf kondensator C₈ unter nach- 40 der Stellwelle 23 des Bedienungsknopfes S' (F i g. 2) stehend noch näher zu erläuternden Anregungs- angeordnete Kurvenscheibe so orientiert, daß der Signalen ermittelte Spannung bedeuten. Erfindungs- Druck einer Bremse 22 gegen eine als Rändelscheibe gemäß wird das automatische Durchrechnen dieser ausgebildete Bremsscheibe 22" aufgehoben ist, die Formel auf Grund einer Folge von Messungen in der von einer Welle 24 getragen wird, auf der eine in Vorrichtung nach F i g. 1 durchgeführt. 45 logarithmischen Einheiten geeichte Anzeige- oder In F i g. 1 ist schematisch ein Mehrfachschalter Ableseskala D₁ auf der Vorderseite des Armaturenmit vier Abschnitten S₁, S₂, S₃ und S₄ dargestellt, die brettes 25 angeordnet ist. Der Benutzer kann dann beispielsweise mit Hilfe der Stellwelle 23 und des einen Bedienungsknopf S" drehen, der mittels einer Bedienungsknopfes 5" nach F i g. 2 gleichlaufend be- Freilaufkupplung 26 mit der Hohlwelle 24 der Antätigt werden, um zu bewirken, daß sich ihre Schalt- 50 zeigeskala und über eine innere koaxiale Steuerwelle 28 kontakte C₁, C₂, C₃ und C₄ in neun von 1' bis 9' be- zum Drehen der Kontaktarmsteuerung des logarithmizeichnete Kontaktstellungen bringen lassen. In dem sehen Potentiometers P verbunden ist, um die Anzeige-Abschnitt S₁ sind die Kontaktstellungen 2' und 4' skala D₁ (in bezug auf einen feststehenden Zeiger oder miteinander verbunden und an die vorerwähnte Lei- eine Bezugsstelle 27) so einzustellen, daß die Kontung3" angeschlossen, die das Speisen des Hilfe- 55 _{stante l} K _{in den Redmer ei ben wird}. Wandlers 3 ermöglicht, wobei die Kontaktstellen 6 ^ö P₀ C, ^{b b}
und 8' miteinander verbunden und an die Leitung 7" Eine zwischen Scheiben 34 gehaltene Federkupplung angeschlossen sind, die mit der ungeerdeten oder 32 kuppelt die Hohlwelle 24 mit der Stellwelle 28. Innenelektrode IA des reziproken Mikrophons 7 in Das Volumen V_c des Hohlraums 1 ist in C.G.S.-Verbindung steht. Alle übrigen Schaltstellen des 60 Einheiten ausgedrückt, γ ist ein wie vorher erläutertes Schalterabschnitts S₁ sind, mit Ausnahme der Kon- Verhältnis, P₀ ist der Außenluftdruck in C.G.S.-Eintaktstelle 1', für die geöffnete Stellung untereinander heiten, und C₈ ist die aus Farad in C.G.S.-Einheiten verbunden und an eine gemeinsame Leitung 2" ange- umgerechnete Stromprüfkondensatoren-Kapazität,
schlossen, die ihrerseits mit einem Anschluß eines das In der Schaltstellung 2' ist der Oszillator O über C₁ vorerwähnte logarithmische Potentiometer P enthal- 65 zur Speisung des Wandlers 3 an die Leitung 3" angetenden Dämpfungskreises A angeschlossen ist. Der schlossen, wobei der Schallpegelmesser D über C₂ und Kontaktgeber C₁ ist über die Leitung 11 an den Aus- 5" so angeschlossen ist, daß er bei Aufnahme des in gang eines Oszillators O angeschlossen. dem Hohlraum 1 durch den Wandler 3 erzeugten

Schalldrucks die sich ergebende Leerlaufspannung F₂' Die Spannungen werden mit Hilfe einer Substitudes Mikrophons 5 ermittelt. Beim Umschalten aus tionsmethode gemessen, wobei ein Spannungsverhältder Schaltstellung Γ in die Stellung 2' läßt die Nocken- nis als ein zum Erzeugen einer konstanten- Schallscheibe 20 die Bremse 22' los. pegelmesseranzeige notwendiger Unterschied in den

Beim Umschalten auf die Schaltstellung 3' läßt die 5 Spannungsteilereinstellungen erscheint.
Nockenscheibe die Bremse 22' los, so daß ihr Herum- In der Schaltstellung 6' speist der Oszillator O das schwenken bei 30 in Auswirkung der Federspannung reziproke Mikrophon 7 über die Stromprüf kapazität bei 31 das Anlegen der Bremse gegen die Rändel- C_s mit einem Strom, der eine neue Spannung F₂ aus scheibe22" und somit gegen die Hohlwelle24 der dem Mikrophons erzeugt zum Erregen des Schall-Anzeigeskala bewirkt und diese also festgeklemmt io pegelmessers D, wobei in der Schaltstellung 7', wähwird. Der Oszillator O speist jetzt den Spannungs- rend der Spannungsteiler A in demselben Stromkreis teiler A über 2", wobei der Ausgang des Spannungs- liegt wie 3', ein Nachstellen so vorgenommen wird, tellers über 12 an denselben Stromweg angelegt ist, daß der Schallpegelmesser D den gleichen Wert anüber den die Spannung F₂' in der vorhergehenden zeigt, als wenn er durch F₂ erregt wäre. In den Schalt-Schaltstellung an den Schallpegelmesser D angelegt 15 Stellungen 6' und T ist die Bremse 22 angelegt,
war. Jetzt wird der Bedienungsknopf S" der Potentio- Schließlich wird der gleiche Speisestrom aus der meterwelle nachgestellt, bis der Schallpegelmesser D vorhergehenden Stufe durch Ablesen von F₈ an dem an denselben Wert angepaßt ist wie beim vorherigen Schallpegelmesser D durch den Kondensator C₈ ge-Ermitteln von F₂', unabhängig von und somit ohne prüft, wobei in der Schaltstellung 9' bei gelöster entsprechende Verstellung der festgelegten Anzeige- 20 Bremse 22 das Nachführen des Bedienungsknopfes S" skala D₁. (Da zum Bestimmen der Leerlaufspannung das. letzte Glied proportional F_s macht zum Vervolldie Widerstandseinschalttechnik verwendet wird, zeigt ständigen des dann bei 27 an der Skala D₁ angezeigten der Schallpegelmesser D in der Stellung 2 der Schalter Ausdrucks:
in Wirklichkeit einen Bruchteil von F₂' an, da ein Teil

von F₂' als ein Spannungsabfall an der eigenen Innen- 25 . F_c . F₂' F₂

impedanz des Mikrophons vorhanden ist.) Die Winkel- PC ~V⁷ ~V~'

verstellung der Stellwelle 28, die in dB linear ist, ist 0 « 1 s

nun gleich log ^f, worin E die feststehende Spannung ^d· ,^h- ^{des p}r°^{dukts der} Verhältnisse von aufeinander-

£ folgenden Paaren von Messungen

des Antriebsoszillators O plus einer Konstanten ist. 30

In der Schaltstellung 4' läßt die Nockenscheibe 20 F₂' F₂

die Bremse 22 wieder los, so daß die Anzeigeskala D₁ y ' γ '

wieder so gekuppelt wird, daß sie sich bei weiterer ^{1 s}

Verstellung des Bedienungsknopfes S" mit der Stell- multipliziert mit einer Konstanten -p--^- .
welle 28 des Potentiometers P verstellt. Der Oszilla- 35 " '

tor O speist erneut den Wandler 3, jedoch wird jetzt Die Anzeigeskala ist so geeicht, daß sie den zehn-

die durch das reziproke Mikrophon 7 erzeugte Leer- fachen Wert zeigt, und also den gewünschten Wert von laufspannung über 7'" an den Schallpegelmesser D M [Gleichung (I)] unmittelbar in Dezibel anzeigt, angelegt, woraus sich die Messung F₁' oder eine dazu Der Mehrfachschalter S₁, S₂, S₃, S₄ steuert also

proportionale Messung ergibt. 40 nicht nur das Anschließen des Oszillators O, des

Das Weiterschalten des Bedienungsknopfes S" in Schallpegelmessers D und des Wandlers 3, sondern die Schaltstellung 5' äußert sich in einem fortdauern- auch die Bremse 22 in der Weise, daß die Anzeigeden Lösen der Bremse 22, so daß die Anzeigeskala D₁ skala D₁ festgehalten wird, während der Spannungsmit der Stellwelle 28 des Potentiometers gekuppelt teiler A so eingestellt wird, daß er den Zählerspannunbleibt. Der Oszillator O speist jetzt den Spannungs- 45 gen F₂ und F₂' entspricht, worauf die Skala erneut geteiler A über die Leitung 2", wobei der Ausgang des kuppelt wird zum Einstellen der Nennerspannungen Spannungsteilers bei 12 und 13 über denselben Strom- F₁' und F₅, so daß die Einstellungsunterschiede des weg angelegt ist, wie die Spannung V₁' an den Schall- Spannungsteilers mit regelbarer Impedanz auf die pegelmesser D angelegt war. Der Bedienungsknopf S" Anzeigeskala D₁ in Dezibel übertragen werden,
des Potentiometers wird jetzt nachgestellt, bis der 50 Bei praktisch ausgeführten Geräten wurden bei Schallpegelmesser D eine Anpassung an den Wert Frequenzen von 20 bis 8000 Hz Direktablesungen beim vorherigen Messen von V₁ anzeigt. Die Winkel- für Mikrophonempfindlichkeiten zwischen —55 und

stellung der Stellwelle 28 ist jetzt gleich log ^- plus ~⁶⁵, ^dB _r ^{im X V}4^^r:^BenJ* *™f\. ^Die, ⁸^ ^erS^e" ^{b J b ö} E ^H bende Genauigkeit betrug bei Einstellung des Bezugseiner Konstanten. Beim Verstellen des Bedienungs- 55 wertes auf den tatsächlichen Außenluftdruck:
A^n0PlT ir'-u^Ql ?^ellwei^{le 28}' ^de? Potentiometers aus _{±Q2 dß ± (Q1 dß Frequenz in kHz) bis} ^ der Nachfuhrstellung der Schaltstellung 3' in diese 25 kHz und

neue Stellung wurde der Ausdruck _Λ „ ,^ ! „ ,., _XT , . „ , _TT

±0,7 dB über 2,5 kHz b s 7 kHz.
F' F' F.'

log— log—— oder log—— 60 Obwohl das vorstehende Beispiel in Werten der

E E Vi Anwendung der Reziprozitätseichung beschrieben

(das Verhältnis der Messungen F₈' und F₁') durch die worden ist, ist es klar, daß das Verhältnis zwischen

entsprechende gleichlaufende Verstellung der Anzeige- aufeinanderfolgenden Paaren von Messungen oder

skala D₁ mit der Stellwelle 28 in die Anzeigeskala D₁ Größen anderer Arten erfindungsgemäß auch berech-

eingegeben. 65 net werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 des Vergleichsscheinwiderstandes solche mit einer Patentansprüche: logarithmischen Charakteristik zu verwenden, ihre Einstellmittel mit je einer von zwei den Charakteristi-

1. Eichvorrichtung für Mikrophone, d a- ken entsprechend geteilten, in Blindwiderstands- bzw. durch gekennzeichnet, daß das zu 5 Gütewerten des Prüflings beschrifteten, einen logaeichende Mikrophon (S) und ein reziprokes rithmischen Rechenschieber bildenden Skalen zu Mikrophon (7) einander gegenüberliegend in einem kuppeln, von denen die Blindwiderstandsskala eine Hohlraum (1) angeordnet sind, der von einem fest gegenüber den Einstellmitteln angeordnete Ablese-Hilfswandler (3) umgeben ist, und das zu eichende marke aufweist, während eine Ablesemarke für die Mikrophon (5), das reziproke Mikrophon (7) und io Gütewertskala fest auf der Blindwiderstandsskala an der HilfsÜbertrager (3) jeweils über einen Mehr- einer solchen Stelle angebracht ist, daß an dieser fachschalter (S₁, S₂, S₃, S₄) einerseits mit einem Ablesemarke die Güte des Prüflings ablesbar ist, wobei Oszillator (O) und einem den Spannungsmesser die Einanderzuordnung der Änderungen der Widerbildenden Schallpegelmesser (D) verbindbar sind, stände zu ihren Verstellrichtungen im Sinne der BiI-während ein Potentiometer (A, P, 12) mit dem 15 dung des zu ermittelnden Gütewertes durch die Oszillator (O) und dem Schallpegelmesser (D) ver- Rechenschieberskalen gewählt ist.

bindbar ist, das in an sich bekannter Weise als Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

regelbares Impedanzelement mit logarithmischem Reziprozitätseichung von Mikrophonen durchführbar Verhältnis zwischen seiner Impedanz und einer ihre zu machen, ohne daß, wie das bisher üblich war, hierzu Veränderung anzeigenden Skala (D₁) ausgebildet 20 komplizierte Laborgeräte, deren sehr sorgfältiges Einist und mit einer Freilaufkupplung (26) zwischen stellen und eine umfangreiche Berechnung erforderlich dieser und dem das Potentiometer (P) verstellen- sind, wobei der jeweils benötigte Zeitaufwand verden, konzentrisch zu der Skala (D₁) über ihr ange- mindert wird und rasche Messungen auf verschiedenen ordneten Bedienungsknopf (S") versehen ist, ferner Frequenzen routinemäßig, jedoch mit einer ausmit einer die diesen tragende Stellwelle (28) des 25 reichenden Genauigkeit von etwa ±0,1 dB mit einem Potentiometers (P) umgebenden Hohlwelle (24), einzigen, leicht ortsbeweglichen Gerät durchführbar die eine Bremsscheibe (22") trägt und mit der gemacht werden.

Skala (D₁) fest verbunden ist, sowie mit dem mittels Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-

eines zweiten Bedienungsknopfes (S') betätigbaren löst, daß das zu eichende Mikrophon und ein rezipro-Mehrfachschalter (S₁, S₂, S₃, S₄), der zum ab- 30 kes Mikrophon einander gegenüberliegend in einem wechselnden Anschalten von den bei der Eichung Hohlraum angeordnet sind, der von einem Hilfszu berücksichtigenden Rechnungsgrößen ent- wandler umgeben ist, und das zu eichende Mikrophon, sprechenden, in die Eichvorrichtung aufeinander- das reziproke Mikrophon und der Hilfswandler jeweils folgend einzugebenden Spannungen (V₁, V₂, V_s) über einen Mehrfachschalter einerseits mit einem über das Potentiometer (P) an dieses zwecks Ein- 35 Oszillator und einem den Spannungsmesser bildenden gäbe der Rechnungsgrößen in die Eichvorrichtung Schallpegelmesser verbindbar sind, während ein Podient, wobei auf der Stellwelle (23) des Mehrfach- tentiometer mit dem Oszillator und dem Schallpegelschalters (S₁, S₂, S₃, S₄) eine Nockenscheibe (20) messer verbindbar ist, das in an sich bekannter Weise so angeordnet ist, daß sie eine auf die Brems- als regelbares Impedanzelement mit logarithmischem scheibe (22") wirkende Bremse (22, 22') dann be- 40 Verhältnis zwischen seiner Impedanz und einer ihre tätigt, wenn die Spannungen (V₁, V₂, V₈) auf ein Veränderung anzeigenden Skala ausgebildet ist und Spannungsmeßgerät (D) geschaltet werden. mit einer Freilaufkupplung zwischen dieser und dem

2. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch das Potentiometer verstellenden, konzentrisch zu der gekennzeichnet, daß die Bremse aus einem doppel- Skala über ihr angeordneten Bedienungsknopf verarmigen, um eine ortsfeste Achse (30) schwenk- 45 sehen ist, ferner mit einer die diesen tragende Stellwelle baren Hebel (22') besteht, der unter der Wirkung des Potentiometers umgebenden Hohlwelle, die eine einer Feder (31) mit einem an seinem einen Ende Bremsscheibe trägt und mit der Skala fest verbunden angebrachten Bremsschuh (22) auf den Umfang ist, sowie mit dem mittels eines zweiten Bedienungsder als Rändelscheibe (22') ausgebildeten Brems- knopfes betätigbaren Mehrfachschalter, der zum abscheibe wirkt und entgegen der Federwirkung durch 50 wechselnden Anschalten von den bei der Eichung zu die auf sein anderes Ende einwirkenden Nocken berücksichtigenden Rechnungsgrößen entsprechenden, der Nockenscheibe (20) von der Rändelscheibe (22') in die Eichvorrichtung aufeinanderfolgend einzuabhebbar ist. gebenden Spannungen über das Potentiometer an dieses zwecks Eingabe der Rechnungsgrößen in die Eich-

55 vorrichtung dient, wobei auf der Stellwelle des Mehrfachschalters eine Nockenscheibe so angeordnet ist, daß sie eine auf die Bremsscheibe wirkende Bremse

Die Erfindung betrifft eine Eichvorrichtung für dann betätigt, wenn die Spannungen auf ein Span-Mikrophone, nungsmeßgerät geschaltet werden.

Es ist bereits bekannt (deutsche Patentschrift 60 Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Eich-158 166), zum Messen der Blindkomponente und vorrichtung besteht die Bremse aus einem doppelder Güte von Scheinwiderständen mittels einer armigen, um eine ortsfeste Achse schwenkbaren Hebel, Brückenanordnung, bei der der Prüfling in Reihe mit der unter der Wirkung einer Feder mit einem an seieinem aus einem einstellbaren Wirk- und einem ein- nem einen Ende angebrachten Bremsschuh auf den stellbaren Blindwiderstand bestehenden Vergleichs- 65 Umfang der als Rändelscheibe ausgebildeten Bremswiderstand an der Brückenspeisespannung liegt und scheibe wirkt und entgegen der Federwirkung durch die beiden restlichen Zweige aus festen gleichwertigen die auf sein anderes Ende einwirkenden Nocken der Widerständen bestehen, als einstellbare Widerstände Nockenscheibe von der Rändelscheibe abhebbar ist.