DE4319764C2 - Meßverfahren zur Bestimmung der ein Mikrofon kennzeichnenden Größen, wie Frequenzgang und Richtverhalten - Google Patents
Meßverfahren zur Bestimmung der ein Mikrofon kennzeichnenden Größen, wie Frequenzgang und RichtverhaltenInfo
- Publication number
- DE4319764C2 DE4319764C2 DE19934319764 DE4319764A DE4319764C2 DE 4319764 C2 DE4319764 C2 DE 4319764C2 DE 19934319764 DE19934319764 DE 19934319764 DE 4319764 A DE4319764 A DE 4319764A DE 4319764 C2 DE4319764 C2 DE 4319764C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sound
- measuring
- microphone
- calibration
- sound pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
- H04R29/004—Monitoring arrangements; Testing arrangements for microphones
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Die Erfindung richtet sich auf ein Meßverfahren der im Oberbegriff des
Anspruches 1 angegebenen Art. Bei der Herstellung von Mikrofonen kommt
es darauf an, die das jeweilige Mikrofon kennzeichnenden akustischen
Eigenschaften zu ermitteln bzw. zu überwachen. Ein solches zu prüfendes
Mikrofon soll nachfolgend kurz "Prüfling" bezeichnet werden.
Um die akustischen Eigenschaften eines Prüflings feststellen zu können,
wie den Frequenzgang oder das Richtverhalten eines Mikrofons, mußte
der Prüfling einem definierten Schallfeld ausgesetzt werden. Im Idealfall
kommen dabei entweder ebene Schallwellen in Betracht oder wenigstens
von einer definierten punktförmigen Schallquelle in bekannter Entfernung
abgestrahlte Schallwellen. Diese Schallwellen mußten fortschreitend sein,
was einen idealen Meßraum erforderte, in welchem Reflexionen weitgehend
vermieden waren. Die untere Frequenzgrenze eines solchen idealen Meß
raums ist dabei durch die Länge der eingebauten Dämpfungskeile bestimmt,
mit denen die Wände des Meßraums ausgekleidet waren. Um diese untere
Frequenzgrenze möglichst niedrig zu halten, war man auf sehr große und
daher teuere Meßräume angewiesen. Die Ergebnisse in solchen idealen
Meßräumen konnten direkt verwendet werden. Solche idealen Meßräume
erforderten aber geeignete Orte, die in der Regel von einer Mikrofon-
Fertigungsstraße weit entfernt waren. Gerade an den Fertigungsstraßen
besteht aber das Bedürfnis, die anfallenden Prüflinge fortlaufend zu vermes
sen.
Aus dem Entwurf der DIN 45 591 für Mikrophon-Prüfverfahren, Elektronorm 1971,
Heft 4, Seiten 158-161, sind allgemeine Hinweise für Meßbedingungen und
Meßverfahren bei der Mikrofonprüfung bekannt.
Die Veröffentlichung "Über die Freifeldkalibrierung druckempfindlicher Mikrofone im
Substitutionsvergleich", Hochfrequenz und Elektroakustik, 78 (1969), Heft 6,
Seiten 221-226, beschreibt die Feld-Kalibrierung von Meßmikrofonen im Sub
stitutions-Anschlußverfahren.
Ferner offenbart die Veröffentlichung "Der Kopfhörer und seine Messtechnik",
Radio Mentor Electronic, 35 (1969), Nr. 3, Seiten 158-160, allgemeine Hinweise
zu der Meßtechnik bei Kopfhörern und insbesondere Hinweise zu der Bestimmung
des Freifeldübertragungsmaßes.
Außerdem werden in dem Buch "Acoustics", von Leo L. Beranek, 1954, New York,
Seite 144-150, 180-182, allgemeine Grundlagen von Mikrofonen sowie eine
Kombination von Druck- und Druckgradienten-Mikrofonen beschrieben.
Sofern man nur kleinere Meßräume verwendete, waren nur Relativmessungen
an den Prüflingen möglich, d. h., man konnte nur die Ergebnisse von Prüflin
gen des gleichen Typs miteinander vergleichen. Reflexionen an den Wänden
solcher Meßräume machen sich in einer Änderung des Schalldruck-Gradienten
bemerkbar. Die akustischen Eigenschaften der meisten Mikrofone sind
aber nicht nur vom Druck, sondern auch vom Gradienten abhängig. Diese
Messungen führten zu ungenauen Ergebnissen, denn durch stehende Wellen
in kleinen Meßräumen ergeben sich Meßfehler, die nicht ohne weiteres
herausgerechnet werden können. Absolutmessungen an Prüflingen in kleinen
Meßräumen sind sinnlos und selbst bei Relativmessungen sind die Ergebnisse
bei Gradienten-Empfängern mit großen Fehlern behaftet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Meßverfahren
für Prüflinge zu entwickeln, welches auch in einem reflexionsbehafteten
Raum einer kleinen Meßbox ausgeführt werden kann; einer Meßbox, die
sich in der Nähe einer Fertigungsstraße für Mikrofone aufstellen läßt.
Dies wird durch die im Patentanspruch 1 angeführten
Verfahrensschritte erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
Bei dem Meßverfahren nach der Erfindung wird beim Kalibrierschritt anhand
eines Eich-Mikrofons nicht nur der Schalldruck, sondern auch der Schall
druck-Gradient bestimmt. Die Messung des Schalldruck-Gradienten kann
dabei z. B. durch Druckmessungen an zwei Punkten erfolgen, die in einem
gegenüber der Wellenlänge des Schalls kleinen Abstand voneinander liegen.
Ist nämlich dieser Abstand gegenüber der Schallwellenlänge klein, dann
ist der Gradient näherungsweise gleich dem Schalldruck-Differenzquotienten.
Dann, beim Meßschritt, wird am gleichen Ort des Schallfeldes der Prüfling
unter zwei unterschiedlichen Betriebsbedingungen vermessen, indem die
vom Schalleinfallswinkel abhängige Ausgangsspannung ermittelt wird. Anhand
der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Formel erhält
man zwei lineare, unabhängige Gleichungen, die sich unter Kenntnis des
jeweiligen Schalleinfallswinkels nach den beiden Parametern A und B auflö
sen lassen. Der Druck und der Gradient sollen bei den unter den beiden
unterschiedlichen Betriebsbedingungen erfolgenden Messungen nicht in glei
chem Verhältnis zueinander stehen. Damit kann schließlich im Rechenschritt
die Ausgangsspannung des Prüflings für jedes Schallfeld berechnet werden,
in welchem der Schalldruck und der Schalldruck-Gradient bekannt sind.
Insbesondere kann dann mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren die Span
nung berechnet werden, die der Prüfling in einem idealen, z. B. ebenen
Schallfeld abgeben würde. Weiterhin ist die Ausgangsspannung berechenbar,
die unter einem bestimmten Schalleinfallswinkel der Prüfling abgeben
wird, z. B. dem von der Type des Prüflings abhängigen Winkel der maxima
len Auslöschung.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß auf den Bau groß
dimensionierter und damit teuerer idealer Meßräume verzichtet werden
kann und ferner, daß die Prüflinge unmittelbar an der Fertigungsstraße
vermessen werden können. Das spart Zeit und man erhält zuverlässige
Absolutmessungen der akustischen Eigenschaften des Prüflings.
Weitere Vorteile und Maßnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unter
ansprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. In der
Zeichnung ist schematisch der Ablauf des Meßverfahrens veranschaulicht.
Es zeigen:
Fig. 1 den Kalibrierschritt mittels eines definierten Eich-Mikrofons und
Fig. 2 den sich daraufhin anschließenden Meßschritt mittels eines Prüflings,
dessen akustische Eigenschaften bestimmt werden sollen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einem reflexionsbehafteten
Raum einer Meßbox ausführen, die wesentlich geringere Dimensionen auf
weist als ein bislang erforderlicher idealer Meßraum, der weitgehend reflexi
onslos sein mußte. In den Fig. 1 und 2 sind weder die Umrisse dieser
Meßbox noch das komplizierte Schallfeld im Inneren einer solchen Meßbox
dargestellt, welches sich aus einer Überlagerung der Schallwellen einer
nicht näher gezeigten Schallquelle und den Reflexionen an den Meßbox-
Wänden ergibt. Der Einfachheit wegen ist in beiden Figur das Schallfeld
10 lediglich durch die von der Schallquelle kommenden Schallwellen veran
schaulicht.
Gemäß Fig. 1 wird an einer definierten Stelle 11 der Meßbox zunächst
ein kalibriertes Mikrofon 12 positioniert, welches nachfolgend kurz "Eich-
Mikrofon" bezeichnet werden soll. Dieses Eich-Mikrofon 12 besitzt vorzugs
weise eine kugelförmige Richtcharakteristik, die in Fig. 1 durch eine Kreisli
nie 13 veranschaulicht ist. Dieses Eich-Mikrofon 12 steht, wie durch Leitun
gen 14 veranschaulicht ist, in Verbindung mit einem Meßgerät 15, welches
sich zweckmäßigerweise außerhalb der Meßbox befindet und zur Ermittlung
der jeweiligen Ausgangsspannung eo dienlich ist. Bei einem solchen Eich-
Mikrofon 12, welches im vorliegenden Fall wegen der erwähnten Kugel-
Charakteristik 13 richtungsunabhängig von dem durch den Pfeil 16 gekenn
zeichneten Schalleinfall ist, besteht eine feste Beziehung zwischen der
gemessenen Ausgangsspannung eo und dem Schalldruck po, der sich an
dieser Stelle 11 des Schallfeldes 10 ergibt, gemäß der Beziehung
(1) eo = Ao . po
Der in dieser Formel angeführte Proportionalitäts-Faktor Ao ist zwar
frequenzabhängig, aber für dieses Eich-Mikrofon 12 eine bekannte Größe.
Im weiteren Vollzug des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann beim
Kalibrierschritt von Fig. 1 das Eich-Mikrofon aus seiner ausgezogen gezeich
neten Ausgangsposition 12 in eine dort strichpunktiert verdeutlichte Ab
standsposition 12' versetzt, wie sich auch anhand der entsprechend versetz
ten, ebenfalls strichpunktiert in Fig. 1 verdeutlichten Kugelcharakteristik
13' ergibt. Der in Fig. 1 verdeutlichte Abstand d zwischen den beiden
Positionen 12, 12' ist verhältnismäßig klein gegenüber der das Schallfeld
10 aufbauenden, in Fig. 1 veranschaulichten Wellenlänge λ, die sich aus
der verwendeten Schallquelle ergibt.
In der Abstandsposition 12' des Eich-Mikrofons wird nun, wiederum mittels
des Meßgeräts 15, die zugehörige Ausgangsspannung eo' ermittelt. Wendet
man darauf sinngemäß die vorerwähnte Beziehung (1) an, so läßt sich da
raus der in dieser Abstandsposition 12' wirksame Schalldruck po' errechnen.
Mittels der beiden Schalldrucke po einerseits und po' andererseits läßt
sich nun der Schalldruck-Gradient im Bereich dieser Schallfeld-Stelle 11
näherungsweise durch den Schalldruck-Differenzquotienten nach folgender
Gleichung ermitteln,
wenn, wie bereits erwähnt wurde, d « λ ist. Damit ist der Kalibrier
schritt des erfindungsgemäßen Meßverfahrens abgeschlossen. Im Ergebnis
erhält man für das Schallfeld 10 an der Stelle 11 den dort herrschenden
Schalldruck po einerseits und den Schalldruck-Gradienten grad po anderer
seits.
Dann folgt ein Meßschritt des erfindungsgemäßen Meßverfahrens in der
gleichen Meßbox, was in Fig. 2 näher veranschaulicht ist. Ort und Art
der Schallquelle, die Wellenlänge λ des Schalls und das im Inneren der
Meßbox sich ergebende Schallfeld 10 sind identisch mit dem in Fig. 1
vorbeschriebenen Kalibrierschritt ausgebildet. An die gleiche Stelle 11
des identischen Schallfeldes 10 wird nun das hinsichtlich seiner akustischen
Eigenschaften zu vermessende Mikrofon 20 gebracht, welches nachfolgend
kurz als "Prüfling" bezeichnet werden soll. Diesem Prüfling 20 soll z. B. die
in Fig. 2 veranschaulichte Nieren-Charakteristik 23 eigen sein. Der Prüfling
20 hat also von einem Schalleinfallswinkel θ abhängige Eigenschaften.
Im vorliegenden Fall soll zunächst die durch den Winkel θ1 gekennzeichnete
erste Winkellage gegeben sein. Dieser Schalleinfallswinkel θ1 ist, wie anhand
des konkreten Falls in Fig. 2 verdeutlicht ist, jener Winkel, der sich zwi
schen der durch die Hilfslinie 21 veranschaulichten Schalleinfallsrichtung
einerseits und der durch die maximale Ausgangsspannung der Charakteristik
23 gekennzeichneten Mikrofonachse 22 andererseits ergibt. Mit diesem
bekannten Schalleinfallswinkel θ1 läßt sich dann auch der Cosinus dieses
Winkels errechnen, der für den späteren Rechenschritt maßgeblich ist.
Auch an den Prüfling 20 ist ein bereits in Fig. 1 erwähntes Meßgerät
15 angeschlossen, mit welchem sich die für diesen Einfallswinkel 0 maßgeb
liche Ausgangsspannung e1 des Prüflings 20 ermitteln läßt. Damit ist eine
zweite Größe für den späteren Rechenschritt bekannt. In einer weiteren
Phase des Meßschritts von Fig. 2 wird nun der Prüfling 20, der an der
gleichen Meßstelle 11 im Schallfeld 10 verbleibt, einer zweiten Messung
unter anderen Betriebsbedingungen unerzogen, wofür es prinzipiell zwei Mög
lichkeiten gibt.
Eine erste dieser beiden Möglichkeiten für eine gegenüber der vorbeschriebe
nen ersten Messung zweite Betriebsbedingung 20' des Prüflings ist in Fig.
2 strichpunktiert veranschaulicht. Diese zweite Betriebsbedingung besteht
darin, den Prüfling 20 am gleichen Ort 11 zu verdrehen, so daß seine
Mikrofonachse aus ihrer ausgezogen in Fig. 2 gezeichneten Ausgangslage
22 in eine strichpunktiert veranschaulichte Drehlage 22' gelangt. Dies
ist in Fig. 2 auch aus der entsprechenden Verdrehung der Nieren-
Charakteristik durch die Strichpunktlinie 23' entnehmbar. Jetzt liegt der
Schalleinfallswinkel θ2 vor und anhand des Meßgerätes 15 ergibt sich für
diese Drehlage des Prüflings eine Ausgangsspannung e2. Die beiden Phasen
des Meßschritts unterscheiden sich durch die aus Fig. 2 ersichtliche Winkel
differenz Δθ.
Damit sind beide Phasen des Meßschritts vom erfindungsgemäßen Meßverfah
ren abgeschlossen und ergaben vier bekannte Größen, nämlich die beiden
unterschiedlichen Schalleinfallswinkel θ1 sowie θ2 und die entsprechenden,
bei der Ausgangs- bzw. Drehlage gemessenen Ausgangsspannungen e1 und
e2. Jetzt schließt sich der Rechenschritt an, der von der Erkenntnis ausgeht,
daß in einem reflexionsbehafteten Raum, nämlich im Schallfeld 10 dieser
Meßbox, die den Prüfling 20 kennzeichnende Ausgangsspannung e, in Abhän
gigkeit vom gegebenen Schalleinfallswinkel θ sich nach folgender Formel
aus dem an der Meßstelle 11 ergebenden Schalldruck p und Schalldruck-
Gradienten grad p ergibt:
(3) e(θ) = A . p + A . B . [grad p . cosθ]
Die Parameter A und B sind vom Mikrofontyp des Prüflings abhängig
und können aber auch bei Prüflingen der gleichen Type individuell abwei
chen. Diese Parameter sind frequenzabhängig. Bei diesem Meßverfahren
wurden, wie Fig. 1 und 2 verdeutlichen, für das Schallfeld 10 Schallwellen
der gleichen Wellenlänge λ benutzt. Weil, wie im Zusammenhang mit
Fig. 1 oben erläutert wurde, der Schalldruck p und der Schalldruck-Gradient
grad p an der Meßstelle 11 bekannt sind, können anhand der Formel
3 und der vier vorerwähnten bekannten Größen e1, e2, θ1, θ2 die beiden
zunächst unbekannten Parameter A und B errechnet werden.
Es ergeben sich aus der Formel (3) und den vorerwähnten Meßwerten
zwei unabhängige Gleichungen für zwei unbekannte Größen A und B, die
damit berechnet werden können. Dann sind die den Prüfling 20 akustisch
charakterisierenden Größen A und B bekannt. Damit können durch weitere
Berechnung anhand der Formel (3) die Ausgangsspannungen e in Abhängigkeit
vom jeweiligen Schalleinfallswinkel θ für diesen Prüfling 20 in einem
beliebigen Schallfeld berechnet werden, welches durch seinen Schalldruck
und seinen Schalldruck-Gradienten p sowie grad p definiert ist. Insbesondere
kann damit die Spannung e berechnet werden, die der Prüfling in einem
idealen, z. B. ebenen Schallfeld abgeben würde. Weiterhin läßt sich z.
B. angeben, unter welchem definierten Schalleinfallswinkel θ beim Mikrofon
typ des Prüflings 20 sich die maximale Auslöschung ergibt.
Für die Berechnung der Parameter A und B des Prüflings 20 ist es bedeut
sam, daß bei den beiden Betriebsbedingungen, die im vorgenannten Fall
durch die beiden unterschiedlichen Schalleinfallswinkel θ1 und θ2 bestimmt
waren, sich nicht die gleichen Verhältnisse zwischen dem Druck in der
Ausgangslage p1 und in der Drehlage p2 einerseits und dem Produkt aus
dem Gradienten dieser Schalldrucke grad p1 bzw. grad p2 mit dem Cosinus
des Schalleinfallswinkels, also cos θ1 und cos θ2 andererseits ergeben.
Dies wird durch das vorerwähnte Drehen des Prüflings im Meßverfahren
erreicht.
Es gibt aber auch noch eine andere Möglichkeit, um zu den oben erwähn
ten, beiden unterschiedlichen Betriebsbedingungen zu kommen. Diese ergeben
sich beispielsweise, wenn in der Meßbox zwei unterschiedlich
positionierte Schallquellen vorgesehen sind, die alternativ wirksam
sind. Dies ist bereits bei dem Kalibrierschritt des erfindungsgemäßen Verfah
rens in Fig. 1 zu berücksichtigen. Die alternative Wirksamkeit einer solchen
zweiten Schallquelle ist in Fig. 1 und Fig. 2 durch einen gestrichelten
Pfeil 17 veranschaulicht. Man erkennt die gegenüber der erstgenannten
Schallquelle, deren Lage der Pfeil 16 bestimmt, die anders orientierte
Einfallsrichtung. Die erwähnten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
laufen dann in analoger Weise wie im erstgenannten Fall ab, wobei lediglich
folgendes zu beachten ist.
Bei diesen alternativen Betriebsbedingungen bleibt beim Kalibrierschritt
des Meßverfahrens das Eich-Mikrofon 12 ortsfest an der gleichen Stelle
11 im Schallfeld stehen. Damit ergibt sich, außer der bereits beschrie
benen Ausgangsspannung eo und dem anhand der Gleichung (1) dann ermittel
ten Schalldrucks po für die Schalleinfallsrichtung 16, im Falle der alternativ
aus der Richtung 17 wirksamen Schallquelle eine abweichende Ausgangsspan
nung eo", aus welcher sich, nach der gleichen Beziehung (1), der zugehöri
ge Schalldruck po" errechnen läßt.
Beim nachfolgenden Meßschritt, in Analogie zu Fig. 2, sind dann zur Berech
nung der den Prüfling 20 charakterisierenden Parameter A und B diese
beiden unterschiedlichen Schalldrucke po' und po" sowie die zugehörigen
Schalldruck-Gradienten in der Formel (3) zu berücksichtigen. Auch die
im Zusammenhang mit Fig. 2 vorbeschriebene Drehung des Prüflings 20
findet nicht statt, vielmehr wird, wie erwähnt, bei diesem Meßverfahren
lediglich der unterschiedliche Einfall 16, 17 des Schalls in der Meßbox
genutzt.
10
Schallfeld
11
Meßstelle in
10
12
Eich-Mikrofon (Ausgangsposition)
12
' Eich-Mikrofon (Abstandsposition)
13
Kreislinie der Kugelcharakteristik von
12
(in
Ausgangsposition)
13
' Kreislinie der Kugelcharakteristik von
12
(in Abstandsposition)
14
Leitung zwischen
12
,
15
15
Meßgerät für Ausgangsspannung von
12
bzw.
20
16
Schalleinfalls-Pfeil (der ersten Schallquelle)
17
Schalleinfalls-Pfeil (zweite Schallquelle)
20
Prüfling (Ausgangslage)
20
' Prüfling (in Drehlage)
21
Hilfslinie für Schalleinfalls-Richtung
22
Hilfslinie der Mikrofonachse (in Ausgangslage)
22
' Hilfslinie der Mikrofonachse (in Drehlage)
23
Nieren-Charakteristik von
20
(in Ausgangslage)
23
' Nieren-Charakteristik von
20
(in Drehlage)
A erster Parameter für
A erster Parameter für
20
Ao
Proportonalitätsfaktor für
12
B zweiter Parameter für
20
d Abstand zwischen
12
,
12
'
eo
eo
Ausgangsspannung von
12
(in Ausgangsposition)
eo
eo
' Ausgangsspannung von
12
' (in Abstandsposition)
eo
eo
" Ausgangsspannung von
12
(bei Schalleinfallsrichtung
17
)
e1
e1
Ausgangsspannung von
20
(in Ausgangslage)
e2
e2
Ausgangsspannung von
20
' (in Drehlage)
po
po
Schalldruck von
12
po
' Schalldruck von
12
' (in Abstandsposition)
po
po
" Schalldruck von
20
(in Schalleinfallsrichtung
17
)
p1
p1
Schalldruck von
20
(Ausgangslage)
p2
p2
Schalldruck von
20
(in Drehlage)
λ Wellenlänge im Schallfeld
λ Wellenlänge im Schallfeld
10
θ Schalleinfallswinkel von
20
θ1
Schalleinfallswinkel in Ausgangsdrehlage von
20
θ2
Schalleinfallswinkel in Drehlage von
20
Δθ Schalleinfallswinkel-Differenz von
20
Claims (9)
1. Mikrofon-Meßverfahren zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften
eines zu prüfenden Mikrofons (Prüfling 20) in einem Meßraum, wie des Frequenz
ganges und des Richtverhaltens, umfassend drei Verfahrensschritte, nämlich
zunächst einen Kalibrierschritt, in dem mittels eines kalibrierten Mikrofons (Eich- Mikrofon 12) ein Schalldruck bestimmt wird,
dann einen Meßschritt, in dem der Prüfling (20) an die gleiche Stelle (11) im Meßraum gebracht wird, an welcher der Schalldruck des kalibrierten, Mikrofons (12) bestimmt wurde, und die Ausgangsspannung des Prüflings gemessen wird,
und schließlich einen Rechenschritt, in dem aus den Ergebnissen des Kalibrier- und Meßschritts die den Prüfling (20) kennzeichnenden Größen ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Kalibrierschritt das Eich-Mikrofon (12) an eine bestimmte Stelle (11) eines vorgegebenen Schallfeldes (10) gebracht wird und aus den bei mindestens zwei Eichmessungen gemessenen Ausgangsspannungen sowohl der Schalldruck (po) als auch der vektorielle Schalldruckgradient (grad po) ermittelt werden, dann, beim Meßschritt, an der gleichen Stelle (11) des Schallfeldes (10) der Prüf ling (20) zwei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird, wobei die dabei anfallenden beiden Ausgangsspannungen (e1, e2) gemessen werden,
und ferner beim Rechenschritt aus den Ergebnissen des Kalibrier- und Meßschrittes nach der Formel
e(θ) = A . p +A . B[gradp . cosθ]
die beiden Parameter (A; B) errechnet werden, wobei θ den Schalleinfallswinkel zwischen der Mikrofonachse (22) und der Richtung (21) des Schalleinfalls (16) angibt und die beiden Parameter (A; B) den Prüfling (20) kennzeichnende Größen sind,
und schließlich anhand dieser beiden bekannten Parameter (A; B) die vom Schall einfallswinkel (9) abhängigen Ausgangsspannungen (e) des Prüflings für ein beliebi ges Schallfeld mit bekanntem Druck (p) und bekanntem Druck-Gradienten (grad p) errechenbar sind.
zunächst einen Kalibrierschritt, in dem mittels eines kalibrierten Mikrofons (Eich- Mikrofon 12) ein Schalldruck bestimmt wird,
dann einen Meßschritt, in dem der Prüfling (20) an die gleiche Stelle (11) im Meßraum gebracht wird, an welcher der Schalldruck des kalibrierten, Mikrofons (12) bestimmt wurde, und die Ausgangsspannung des Prüflings gemessen wird,
und schließlich einen Rechenschritt, in dem aus den Ergebnissen des Kalibrier- und Meßschritts die den Prüfling (20) kennzeichnenden Größen ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Kalibrierschritt das Eich-Mikrofon (12) an eine bestimmte Stelle (11) eines vorgegebenen Schallfeldes (10) gebracht wird und aus den bei mindestens zwei Eichmessungen gemessenen Ausgangsspannungen sowohl der Schalldruck (po) als auch der vektorielle Schalldruckgradient (grad po) ermittelt werden, dann, beim Meßschritt, an der gleichen Stelle (11) des Schallfeldes (10) der Prüf ling (20) zwei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird, wobei die dabei anfallenden beiden Ausgangsspannungen (e1, e2) gemessen werden,
und ferner beim Rechenschritt aus den Ergebnissen des Kalibrier- und Meßschrittes nach der Formel
e(θ) = A . p +A . B[gradp . cosθ]
die beiden Parameter (A; B) errechnet werden, wobei θ den Schalleinfallswinkel zwischen der Mikrofonachse (22) und der Richtung (21) des Schalleinfalls (16) angibt und die beiden Parameter (A; B) den Prüfling (20) kennzeichnende Größen sind,
und schließlich anhand dieser beiden bekannten Parameter (A; B) die vom Schall einfallswinkel (9) abhängigen Ausgangsspannungen (e) des Prüflings für ein beliebi ges Schallfeld mit bekanntem Druck (p) und bekanntem Druck-Gradienten (grad p) errechenbar sind.
2. Meßverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrier- und Meßschritt in dem reflexionsbehaf
teten Raum einer Meßbox ausgeführt werden, deren Boxeninnenfläche keine
aufwendigen Schalldämpfungsmittel aufweisen, und die gegenüber einem weitge
hend reflexionslosen idealen Meßraum kleiner dimensioniert ist.
3. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betriebsbedingungen beim Meßschritt des
Prüflings so gewählt werden, daß der Schalldruck (p1, p2) und der Schalldruck-
Gradient (grad p1; grad p2) nicht im gleichen Verhältnis zueinander stehen.
4. Meßverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden miteinander zu vergleichenden Verhält
nisse von Quotienten bestimmt sind und der Quotient jeweils bestimmt ist aus dem
jeweiligen Schalldruck (p1 bzw. p2) einerseits und aus dem Produkt andererseits,
welches aus dem zugehörigen Schalldruck-Gradienten (grad p1 bzw. grad p2) und
dem Cosinus des Schalleinfallswinkels (cos θ) zwischen der Mikrofonachse (22)
und der Richtung (21) des Schalleinfalls (16) sich ergibt.
5. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Betriebsbedingungen beim
Meßschritt sich aus einer Verdrehung (Δθ) des Prüflings (20) an der gegebenen
Meßstelle im unverändert bleibenden Schallfeld (10) ergeben.
6. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Betriebsbedingungen beim
Meßschritt sich durch alternatives Einschalten einer von zwei Schallquellen erge
ben, wobei die Schallquellen zwei zueinander unterschiedliche Schallfelder (16, 17)
erzeugen.
7. Meßverfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß vorausgehend, beim Kalibrierschritt, am gleichen Ort
anhand des Eich-Mikrofons (12) jeweils der Schalldruck (po1; po2) und der Schall
druck-Gradient (grad po1; grad po2) für beide Schallfelder (16, 17) ermittelt und
beim Rechenschritt berücksichtigt werden.
8. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Kalibrierschritt zur Ermittlung des Schalldruck-
Gradienten (grad p) das Eich-Mikrofon im Bereich der späteren Meßstelle des
Prüflings in mindestens zwei zueinander ortsunterschiedliche Positionen überführt
wird, die in einem gegenüber der Wellenlänge (λ) des Schallfeldes (10) kleinen
Abstand voneinander entfernt sind, wobei in diesen ortsunterschiedlichen Positio
nen die zugehörigen Ausgangsspannungen (eo; eo') am Eich-Mikrofon gemessen
werden, aus denen die beiden zugehörigen Schalldrucke (po; po') ermittelt werden,
und der gesuchte Schalldruck-Gradient (grad po) an der Meßstelle sich aus der
Differenz der beiden positionsverschiedenen Schalldrucke (po; po') ergibt.
9. Meßverfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die spätere Meßstelle (11) des Prüflings (20) im
Bereich der beiden Positionen zur Ermittlung des Schalldruck-Gradienten (grad po)
vom Eich-Mikrofon (12) liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934319764 DE4319764C2 (de) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Meßverfahren zur Bestimmung der ein Mikrofon kennzeichnenden Größen, wie Frequenzgang und Richtverhalten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934319764 DE4319764C2 (de) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Meßverfahren zur Bestimmung der ein Mikrofon kennzeichnenden Größen, wie Frequenzgang und Richtverhalten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4319764A1 DE4319764A1 (de) | 1994-12-22 |
DE4319764C2 true DE4319764C2 (de) | 2000-11-30 |
Family
ID=6490364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934319764 Expired - Fee Related DE4319764C2 (de) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | Meßverfahren zur Bestimmung der ein Mikrofon kennzeichnenden Größen, wie Frequenzgang und Richtverhalten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4319764C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005038077A1 (de) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co Kg | Prüfeinrichtung |
CN101420650B (zh) * | 2007-10-24 | 2012-10-17 | 比亚迪股份有限公司 | 一种测试控制方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19649595B4 (de) * | 1996-11-29 | 2006-02-02 | Deutsche Telekom Ag | Messverfahren zur Bestimmung der Übertragungsfaktoren von mehreren Mikrofonen und Meßvorrichtung |
CN107741113A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-27 | 青岛海尔股份有限公司 | 一种智能语音模块及冰箱的测试方法 |
CN112312270B (zh) * | 2020-07-14 | 2023-03-28 | 深圳市逸音科技有限公司 | 基于计算机声卡的音频频响和相位测试方法及装置 |
-
1993
- 1993-06-15 DE DE19934319764 patent/DE4319764C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
BERANEK * |
GRESSER, Hans-Otto: Der Kopfhörer und seine Meß- technik, In: Radio Mentor Electronic, 1969, 35.Jg.Nr. 3, S. 158-160 * |
KUSSIN, P.: Über die Freifeldkalibrierung druck- empfindlicher Mikrofone im Substitutionsvergleich,In: Hochfrequenztechnik und Elektroakustik, 1969, Bd. 78, H.6, S. 221-226 * |
Leo L., "Acoustics" 1954, New York, S.144-150,180-182 * |
N.N.: Mikrophon-Prüfverfahren, Entwurf DIN 45591, In: Elektronorm, 1974, Jg.25, H.4, S. 158-161 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005038077A1 (de) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co Kg | Prüfeinrichtung |
CN101420650B (zh) * | 2007-10-24 | 2012-10-17 | 比亚迪股份有限公司 | 一种测试控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4319764A1 (de) | 1994-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2551798C2 (de) | Elektrischer Neigungsmeßfühler | |
DE2640087A1 (de) | Messonde und verfahren zur ermittlung von stroemungsmitteldaten | |
DE102018203845A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen einer Magnetfeldrichtung | |
DE4319764C2 (de) | Meßverfahren zur Bestimmung der ein Mikrofon kennzeichnenden Größen, wie Frequenzgang und Richtverhalten | |
DE2439122B2 (de) | Wirbelstrom-Prüfgerät | |
DE3414559A1 (de) | Sondenspule fuer ein nmr-spektrometer | |
DE102010011936A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von geometrischen, magnetischen und/oder elektrischen Eigenschaften magnetischer, dielektrischer und/oder elektrisch leitfähiger Partikel in einer Probe | |
DE2626060A1 (de) | Wirbelstrom-messonde zur zerstoerungsfreien werkstoffpruefung | |
DE2450439B2 (de) | Einrichtung zur beruehrungslosen messung der geschwindigkeit | |
DE1473699A1 (de) | Auf Grundlage der Fortpflanzung von Schallwellen in den zu untersuchenden Medien arbeitende Messvorrichtung | |
DE102006021206A1 (de) | Mikrowellen-Positionsmessvorrichtung und Positionsmessverfahren | |
DE2748288C2 (de) | ||
DE2619727A1 (de) | Fluidum-stroemungsmesser | |
EP1480019B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Massestroms | |
DE2612253C3 (de) | Vulkameter zur Bestimmung des Vulkanisationsverlaufs von Kautschuk und seinen Mischungen | |
DE102005049323A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Schallquellenlokalisation in einem Schallmessprüfstand | |
DE102020107181B4 (de) | Vorrichtung und deren verwendung zum orten von schallquellen durch beamforming | |
DE2524467C3 (de) | Einrichtung zum Messen der Lautpegeldifferenz zwischen zwei Raumpunkten | |
DE874078C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige des Groessenverhaeltnisses zweier Messwerte, insbesondere zur Anzeige der Phasendifferenz zweier Spannungen | |
DE2711792C3 (de) | Einrichtung zum Messen der Schallstärke einer Schallquelle und des Schall dämpfungsfaktors eines Materials und Anwendungsverfahren | |
DE2003753A1 (de) | Blendenanordnung zur Begrenzung eines Roentgenstrahlenbuendels | |
DE1573392B2 (de) | Vorrichtung zum Messen von mechanischen Beanspruchungen in einem Körper aus magnetostriktivem Material | |
EP3914899B1 (de) | Verfahren zur ellipsometrischen bestimmung von eigenschaften einer probe | |
EP2191444B1 (de) | Verfahren zur tomographischen rekonstruktion einer messgrösse durch gezielte bestimmung der messpunkte | |
DE2752331C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Impulsübertragungseigenschaften von in der Impulstechnik verwendeten elektrischen Schaltungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SENNHEISER ELECTRONIC GMBH & CO. KG, 30900 WEDEMAR |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |