Techniklexikon

Messtechnik, akustische

Sammelbegriff für Methoden, Technologien und Festlegungen (Internationale Standardisierung) zur Messung der Eigenschaften von Schallsignalen, sowie der akustischen Eigenschaften von Räumen, Materialien und Geräten. Die in einem Schallereignis in der Regel auftretende mechanische Leistung ist so klein, dass man sich akustische Messtechnik, ohne elektroakustische Signalverstärkung kaum mehr vorstellen kann. Trotzdem wurden mit der Flammenkapsel, der Rayleigh-Scheibe und dem Schallradiometer in physikalischen Labors bereits akustische Grössen wie der Schalldruck nachgewiesen, ohne dass elektrische Hilfsmittel zur Verfügung standen. Diese Geräte haben jedoch praktisch nur noch historischen Schauwert. Die Basis der heutigen akustischen Messtechnik sind kalibrierte elektroakustische Wandler, Verstärker, Filter und digitale Anzeige- und Auswertungssysteme (Computer mit geeigneten Rechenprogrammen). Für die Messung von akustischen Eigenschaften benötigt man jedoch nicht nur diese speziellen Geräte, sondern es müssen auch die Umgebungsbedingungen für die Schallabstrahlung bekannt sein und, wenn nötig, so eingerichtet werden, dass man deren Einflüsse auf die Messergebnisse abschätzen und ggf. kompensieren kann. Dazu verfügen akustische Messlaboratorien über spezielle Räume (Messräume, akustische).

Es ist üblich, die gemessenen Werte in Pegelform mit dem Hinweiswort Dezibel (dB) anzugeben. Die Grössen haben dann die Form

bzw.

Bei linearen Feldgrössen steht x_1,2 z.B. für gemessene Effektivwerte des Schalldruckes p, der Schallschnelle v oder der elektrischen Spannung u. Bei Leistungsgrössen steht P_1,2 für deren zeitlichen Mittelwert. Sog. absolute Pegelwerte ergeben sich, wenn man an Stelle des zweiten Messwertes x₂ bzw. P₂ einen Standardbezugswert x₀ oder P₀ einsetzt. Pegelmasse bieten den Vorteil, dass an Stelle des in der Akustik sehr grossen interessierenden Wertebereiches (für den Schalldruck etwa 20 mPa bis 200 Pa) eine besser überschaubare Skala von Pegelwerten (Schalldruckpegel 0-140 dB) tritt. Pegelwerte erlauben ausserdem eine realistischere Einschätzung der Empfindungsstärke beim Menschen, denn gleiche Pegeländerungen rufen annähernd gleiche Änderung der Empfindungsstärke hervor. Weil die Schallempfindung sowohl vom Spektrum als auch von der Dauer des Schallereignisses abhängt, werden Messergebnisse ausserdem mit Bewertungsfiltern und Anzeigedynamik verarbeitet, wenn globale Werte in Beziehung zur Empfindungsstärke interessieren (Messung, bewertete). Für detailliertere Untersuchungen ist die Analyse der Frequenzabhängigkeit der Messwerte erforderlich. Dazu werden entweder breitbandige Testsignale (Rauschen) und geeignete Filter verwendet oder man regt das Testobjekt mit schmalbandigen Signalen bzw. Sinustönen an.