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Elektrisches Hörschärfenmeßgerät Für die Zwecke der Hörschärfenmessung
ist es erforderlich, ein Gerät zu haben, das in einem weiten Tonbereich sinusreine
Töne zu erzeugen gestattet, deren Intensität bis zur Hörschwelle hinunter stetig
abstufbar ist. Die für diesen Zweck bisher vorgeschlagenen Geräte sind verhältnismäßig
kompliziert, wenn sie den Anforderungen voll entsprechen sollen. Besonders die völlige
Freiheit von Obertönen ist schwer zu erreichen. Diese Forderung ist aber unerläßlich,
da die Empfindlichkeit des Ohres von tiefen Tönen beginnend bis etwa 2ooo Schwingungen
pro Sekunde außerordentlich ansteigt, so daß bei den tiefen Tönen, für die das Ohr
zumal in pathologischen Fällen relativ unempfindlich ist, leicht die Reizschwelle
für den etwa vorhandenen Oberton und nicht für den betreffenden Grundton gemessen
wird.
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Aus diesem Grunde können elektrische Schwingungskreise, die mit Hilfe
von Verstärkerröhren angeregt werden, allein nicht zum Ziele führen, da für die
tiefen Frequenzen wesentlich kleinere Dekremente als o,r auch mit eisenfreien Spulen
nicht erzielbar sind. Es ist daher notwendig, Siebkreise zu verwenden; diese können
elektrisch oder mechanisch sein. Die Notwendigkeit von Siebkreisen bedingt aber
eine verhältnismäßig komplizierte Anordnung. Es ist bekannt, bei Hörschärfenmeßgeräten
einen mechanischen Schwinger zu verwenden, dessen Schallenergie ein Mikrophon in
elektrische Energie umformt, die unter Zwischenschaltung von regelbaren Dämpfungsgliedern
einem Hörer zugeführt wird. Bei einer derartigen Messung macht sich die Reizschwelle
des Mikrophons dadurch störend bemerkbar, daß die Schwingungen geringer Amplitude
nicht übertragen werden. Es könnten nur die von dem Schallerzeuger erzeugten Schallenergien
größerer Amplitude zur Prüfung benutzt werden. Anderseits ist die direkte Benutzung
mechanischer Schwinger wegen der undefinierten und ungenügenden Intensität und des
raschen Abklingens der Schwingungen unbefriedigend.
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Gegenstand der Erfindung bildet ein Meßgerät für Hörschärfen, bei
dem die gestellten Aufgaben in einfacher Weise gelöst werden. Ausgehend von der
Notwendigkeit, sinusreine Schwingungen zu erzeugen, wird gemäß der Erfindung ein
mechanischer Schwinger zur Tonerzeugung benutzt, der aber nicht unmittelbar den
zu der Gehörprüfung benutzten Ton erzeugt, sondern der durch seine Schwingungen
einen entsprechenden Wechselstrom in einer Spule hervorruft. Der Wechselstrom wird
mit Hilfe eines verzerrungsfrei arbeitenden Verstärkers auf eine entsprechende Intensität
verstärkt.
Mit diesem Wechselstrom wird ein Telephon beschickt. Die Anordnung ermöglicht es,
Töne von beliebiger Intensität zu erzeugen, die genügend langsam abklingen, so daß
man in dem asymptotischen Teil der Abklingkurv e arbeiten kann. Der mechanische
Schwinger muß genügend obertonfrei sein; für den vorliegenden Zweck kommt man der
besonders günstigen, weiter unten zu besprechenden Bedingungen der neuen Anordnung
wegen mit Stimmgabeln aus.
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Die Messung der Ausgangsintensität geschieht vorteilhaft in der Weise,
daß das letzte Rohr der Verstärkeranordnung als Gleichrichter geschaltet ist. :.-Ian
läßt nach der Anregung der betreffenden Schwingung den Schwinger so lange abklingen,
bis das Meßgerät eine vorgeschriebene, als Ausgangspunkt gewählte Int(znsität anzeigt,
und schaltet dann auf reine Verstärkung um. Die Intensitätsmessung bei der Schwelle
erfolgt dann am besten mittels einer Stoppuhr.
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Da das D@krement der mechanischen Schwinger äußerst konstant ist,
zumal eine Beeinflussung durch das Energiewandlungselement infolge der extrem losen
Kopplung nicht eintritt, so sind die abgegebenen Intensitäten ausgezeichnet definiert
und können zu einem beliebigen Zeitpunkt unmittelbar an der vorteilhaft auf Intensitäten
geeichten Stoppuhr abgelesen werden. Auf diese Weise ist die Schwierigkeit umgangen,
außerordentlich kleine Intensitäten zu messen. Selbstverständlich ist es notwendig,
daß das verwendete Telephon, Kopftelephon oder Lautsprecher, amplitudenunabhängig
arbeitet, eine Forderung, die bei den meisten Telephonen in dem in Frage kommenden
Gebiet hinreichend erfüllt ist. Natürlich ist es auch möglich, die Lautstärke am
Telephon zu messen.
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Einen besonderen Gegenstand der Erfindung bilden die Mittel zur Vermeidung
von Obertönen. Es ist bekannt, daß Stimmgabeln, welche grobmechanisch, z. B. mittels
eines Hammers, angeschlagen werden, leicht starke Obertöne geben. Es ist nun weiter
bekannt, daß die Obertöne rascher abklingen als die Grundschwingung.
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Erfindungsgemäß werden die mechanischen Schwinger mit geringer Intensität
elektromagnetisch angezupft. Hierbei wird vorteilhaft ein Elektromagnet benutzt,
dessen Pole sich an der Außenseite von Stimmgabelzinken befinden. Diese Art der
Anregung ist wegen der völligen Symmetrie und der Vermeidung jeder grobmechanischen
Berührung der Gabel für die Vermeidung von Obertönen besonders günstig. Günstig
ist weiter, wie oben angeführt, der Umstand, daß die Gabeln für die Erzeugung der
Wechselströme nur in dem Bereich sehr kleiner Amplituden benutzt werden, ein Gebiet,
das bei unmittelbarer Benutzung der Schwinger wegen zu geringer Intensität ausgeschlossen
werden müßte. Von besonderer Wichtigkeit ist auch eine derartige Ausbildung des
von dem Schwinger induzierten Magnetsystems, daß sich Partialschwingungen des Schwingers
in. ihrer Wirkung auf das Magnetsystem aufheben.
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Ein Ausführungsbeispiel des Meßgerätes ist in Abb. i schematisch dargestellt.
Der Schwinger ist eine Stimmgabel r, die durch einen zweischenkligen Elektromagneten
z angezupft werden kann. Die Magnetpole stehen der Außenseite der Zinken gegenüber.
Der Magnet wird beim Drücken der Taste 3 durch den Strom der Batterie. erregt. Zwischen
den Zinken der Gabel ist eine Spule 5 mit Eisenkern angeordnet, in der beim Schwingen
der Gabel i ein Wechselstrom induziert wird. Der Schwinger ist in Abb. 2 in vergrößertem
Maßstabe schematisch dargestellt. Das induzierte Magnetsystem 5 ist zwischen der
Gabel angeordnet und besitzt einen langgestreckten Pol von solcher Ausdehnung, daß
er eine ganze stehende Welle des ersten Obertones der Gabel überbrückt, wie durch
die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß sich
bei einer solchen Anordnung die Wirkungen der in entgegengesetzter Richtung schwingenden
Stimmgabelteile aufheben, so daß in diesem Falle der betreffende Oberton elektrisch
nicht in Erscheinung tritt. Diese Kompensation ist auch für weitere Obertöne in
genügendem Maße vorhanden. Der Wechselstrom wird durch einen dreistufigen Röhrenverstärker
1' mit Kapazitätswiderstandskopplung verstärkt. Der Heizstrom der Röhren wird aus
der Batterie 4. geliefert, der Anodenstrom aus einer Batterie 15. Der verstärkte
Wechselstrom speist einen Lautsprecher 6, der im Anodenstromkreis des letzten Rohres
gemeinsam mit einem Kontrollgerät j liegt. Die Anordnung enthält weiter eine Kontaktscheibe
io und ein Uhrwerk g. Durch kurzes Drücken der Taste 3 wird der Schwinger i angezupft.
Das Gitterpotential des letzten Rohres 13 ist in der in Abb. i dargestellten
Ruhestellung der 'Torrichtung über ein Kontaktstück 1a der Kontaktscheibe io und
Kontaktbürsten 2o an Erde gelegt und damit auf Nullpotential geschaltet, so daß
es als Gleichrichter wirkt. Das Meßgerät j zeigt daher einen Ausschlag, der ein
Maß für die Intensität des in der Spule 5 induzierten Wechselstromes ist. Das Meßgerät
besitzt .eine Marke 14, die einer bestimmten, als Ausgangsintensität gewählten Intensität
entspricht. Infolge des allmählichen Abklingens des Schwingers i geht der Zeiger
langsam durch diesen Punkt hindurch. In dem Augenblick, wo der Zeiger über der Marke
i4.
steht, wird eine Taste 8 gedrückt und damit die als Intensitätsmeßgerät
ausgebildete Stoppuhr 9 eingeschaltet. Durch das Drükken der Taste wird gleichzeitig
die Kontaktscheibe io in der Pfeilrichtung mittels einer Schaltklinke 16 und eines
mit der Scheibe verbundenen Schaltrades 17 um eine Zahnteilung gedreht. Hierdurch
gelangt ein Kontaktstück i i in die oberste Stellung und schließt über 1iontalztbü
rsten 2r das Kontrollgerät 7 kurz. Gleichzeitig wird durch das Kontaktstück 12 mittels
Kontaktbürsten 18 das Vorpotential des letzten Rohres 13 von Null auf ein für verzerrungsfreie
Verstärkung geeignetes negatives Potential einer Batterie r9 geschaltet.
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Ist die Reizschwelle der den Lautsprecher 6 abhörenden Versuchsperson
erreicht, so wird abermals die Taste 8 gedrückt lind dadurch die Stoppuhr 9 stillgesetzt.
Die betreffende Schwellenintensität kann dann an der entsprechend geeichten Skala
der Uhr unmittelbar abgelassen werden. Die Schaltungen an der Scheibe io und den
Kontaktstücken i i und i2 «-erden mittels Bürsten 2 : und 23 aufrechterhalten. Bei
einer neuen Messung muß selbstverständlich die Stoppuhr vorher durch abermaliges
Drücken der Taste 8 in die Nullstellung gebracht werden. Die Kontaktscheibe io befindet
sich dann wieder in einer ihrer ursprünglichen Stellung entsprechenden Lage, wob,,
i nur die Kontaktstücke i i und 1a ihre Lage vertauscht haben und allein das Bürstenpaar
2o eingeschaltet ist.
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Es ist vorteilhaft, die Hörschärfenmessung mit intermittierenden Tönen
auszuführen. Bei dieser Art der Einschaltung des Wechselstromes wird jegliches Knackgeräusch
im Telephon vermieden. Zu diesem Zweck liegt parallel zur induzierten Wicklung 5
ein Quecksilberschalter 2¢, der mittels eines Uhrwerkes 25 bewegt wird und die über
einen hohen Widerstand 26 geschlossene Wicklung 5 periodisch kurzschließt. Dieser
Schalter besteht vorteilhaft aus einem ringförmigen Rohr, in dem sich ein Platinenwiderstand
26 befindet. Das Rohr ist etwa zur Hälfte mit Quecksilber gefüllt. Beim Drehen.
des Ringes wird der Widerstand kontinuierlich durch das Quecksilber bis zu völligem
Kurzschluß ausgeschaltet. Der Ring kann zur Vermeidung von Schleifkontakten .eine
hin und her gehende Bewegung ausführen, die eine Stromzuführung mit büweglichen
Leitungen ermöglicht.
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Der Betrieb der Prüfeinrichtung kann mittels Relais, die die einzelnen
Umschaltungen vornehmen, völlig selbsttätig gestaltet werden. Es ist nur ein Schwinger
zeichnerisch dargestellt worden; selbstverständlich gehören zu einem vollständigen
Meßgerät eine Mehrzahl von verschieden abgestimmten Schwingern, die durch verschiedene
Tasten in Betrieb gesetzt werden können. Es kann auch nur eine Spule 5 vorgesehen
sein, die dann verschiebbar gelagert ist und je nach Bedarf mit den verschiedenen
Schwingern gekuppelt werden kann.
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An Stelle der Spule 5 kann als Geber ein mikrophonisches Gerät verwendet
werden, dessen eine Elektrode von dem mechanischen Schwinger beeinflußt wird.