DIN EN 61094-3-2017 Electroacoustics - Measurement microphones - Part 3 Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique (I.pdf

1、April 2017DEUTSCHE NORM Preisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 17.140.50; 33.160.50!%w“2578496www.din.deDIN EN 61094-3Elektroakustik Messmikrofone Te

2、il 3: Primrverfahren zur Freifeld-Kalibrierung von Laboratoriums-Normalmikrofonen nach der Reziprozittsmethode (IEC 61094-3:2016 + COR1:2016);Deutsche Fassung EN 61094-3:2016 + AC:2017-01Electroacoustics Measurement microphones Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard

3、 microphones by the reciprocity technique (IEC 61094-3:2016 + COR1:2016);German version EN 61094-3:2016 + AC:2017-01lectroacoustique Microphones de mesure Partie 3: Mthode primaire pour ltalonnage en champ libre des microphones talons de laboratoire par la mthode de rciprocit (CEI 61094-3:2016 + COR

4、1:2016);Version allemande EN 61094-3:2016 + AC:2017-01Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61094-3:1996-05www.beuth.deGesamtumfang 33 SeitenDDIN/VDI-Normenausschuss Akustik, Lrmminderung und Schwingungstechnik (NALS)DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elek

5、tronik Informationstechnik in DIN und VDEDIN EN 61094-3:2017-04 2 Nationales Vorwort Diese Norm enthlt die Deutsche Fassung der Europischen Norm EN 61094-3:2016 und der Berichtigung AC:2017-01. Die dieser Europischen Norm zugrunde liegende Internationale Norm IEC 61094-3:2016 und die Berichtigung CO

6、R1:2016 sind im Technischen Komitee 29 Electroacoustics“ der IEC (Sekretariat: DS, Dnemark) unter deutscher Mitarbeit erstellt worden. Fr die deutsche Mitarbeit war der Gemein-schaftsausschuss NA 001-01-03 GA (NALS/DKE A 3) Schallmessgerte“ unter Federfhrung des DIN/VDI-Normenausschusses Akustik, Lr

7、mminderung und Schwingungstechnik (NALS) zustndig. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identi-fizieren. DIN EN 61094 mit dem Titel Elektroakust

8、ik Messmikrofone besteht aus folgenden Teilen: null Teil 1: Anforderungen an Laboratoriums-Normalmikrofone null Teil 2: Primrverfahren zur Druckkammer-Kalibrierung von Laboratoriums-Normalmikrofonen nach der Reziprozittsmethode null Teil 3: Primrverfahren zur Freifeld-Kalibrierung von Laboratoriums-

9、Normalmikrofonen nach der Reziprozittsmethode null Teil 4: Anforderungen an Gebrauchs-Normalmikrofone null Teil 5: Verfahren zur Druckkammer-Kalibrierung von Gebrauchs-Normalmikrofonen nach der Vergleichsmethode null Teil 6: Elektrostatische Anregeelektroden zur Ermittlung des Frequenzgangs null Par

10、t 7: Values for the difference between free-field and pressure sensitivity levels of laboratory standard microphones*)null Teil 8: Verfahren zur Ermittlung des Freifeld-bertragungskoeffizienten von Gebrauchs-Normalmikrofonen nach der Vergleichsmethode Fr die in diesem Dokument zitierte international

11、e Publikation wird im Folgenden auf die entsprechende Deutsche Norm hingewiesen: ISO/IEC Guide 98-3 siehe DIN V ENV 13005 Normen mit der Bezeichnung IEC xxx entsprechen den Normen mit der Bezeichnung EN xxx, die auf Deutsch als DIN EN xxx verffentlicht sind. Die Deutsche Norm ist im nationalen Anhan

12、g NA aufgefhrt. *)Keine deutsche Ausgabe dieser Technischen Spezifikation. DIN EN 61094-3:2017-04 3 nderungen Gegenber DIN EN 61094-3:1996-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Kalibrierung von Mikrofonen mit spannungsfhrender Abschirmkonfiguration ergnzt; b) Anwendung zeitselektiver Verfahre

13、n zur Beseitigung unerwnschter Reflexionen und akustischer Inter-ferenzen zwischen den Mikrofonen in einem Anhang ergnzt. Frhere Ausgaben DIN EN 61094-3: 1996-05 DIN EN 61094-3:2017-04 4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN V ENV 13005, Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim M

14、essen*)*)Zwar zurckgezogen, aber als deutsche Ausgabe sehr hilfreich und ber den Beuth-Verlag weiterhin erhltlich EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61094-3 September 2016 ICS 17.140.50; 33.160.50 Ersatz fr EN 61094-3:1995 Deutsche Fassung Elektroakustik - Messmikrofone - Teil 3: P

15、rimrverfahren zur Freifeld-Kalibrierung von Laboratoriums-Normalmikrofonen nach der Reziprozittsmethode (IEC 61094-3:2016) Electroacoustics - Measurement microphones - Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique (IEC 61094-3:2016)

16、 lectroacoustique - Microphones de mesure - Partie 3: Mthode primaire pour ltalonnage en champ libre des microphones talons de laboratoire par la mthode de rciprocit (CEI 61094-3:2016) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2016-07-19 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC

17、-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Manage

18、ment Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemac

19、ht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland

20、, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Z

21、ypern. Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2016 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welc

22、hem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61094-3:2016 D EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 61094-3:2016/AC:2017-01 Januar 2017 ICS 17.140.50; 33.160.50 Deutsche Fassung Elektroakustik - Messmikrofone - Teil 3: Primrverfahren zur Freifeld-Kal

23、ibrierung von Laboratoriums-Normalmikrofonen nach der Reziprozittsmethode (IEC 61094-3:2016/COR1:2016) Electroacoustics - Measurement microphones - Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique (IEC 61094-3:2016/COR1:2016) lectroaco

24、ustique - Microphones de mesure - Partie 3: Mthode primaire pour ltalonnage en champ libre des microphones talons de laboratoire par la mthode de rciprocit (CEI 61094-3:2016/COR1:2016) Die Berichtigung tritt am 20. Januar 2017 zur Einarbeitung in die deutsche Fassung der EN in Kraft. European Commit

25、tee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2017 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind we

26、ltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. No. EN 61094-3:2016/AC:2017-01 D EN 61094-3:2016 + AC:2017-01 3 Inhalt Seite Europisches Vorwort . 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen 5 3 Begriffe . 5 4 Referenz-Umgebungsbedingungen 6 5 Grundlagen der Freifeld-Kalibrierung nach der

27、Reziprozittsmethode . 6 5.1 Allgemeine Grundlagen 6 5.2 Grundgleichungen 7 5.3 Ersatzspannungsverfahren . 8 5.4 Freifeld-Empfangseigenschaften eines Mikrofons . 8 5.5 Freifeld-Sendeeigenschaften eines Mikrofons 9 5.6 Reziprozittsmethode . 10 5.7 Endgltige Gleichungen fr den Freifeld-bertragungskoeff

28、izienten 10 6 Einflussgren des Freifeld-bertragungskoeffizienten . 11 6.1 Allgemeines . 11 6.2 Polarisationsspannung 11 6.3 Abschirmkonfiguration . 11 6.4 Akustische Bedingungen 12 6.5 Lage des akustischen Zentrums eines Mikrofons 12 6.6 Abhngigkeit von Umgebungsbedingungen 13 6.7 berlegungen zum Me

29、ssraum 14 7 Beitrge zur Unsicherheit der Kalibrierung 14 7.1 Allgemeines . 14 7.2 Elektrische Transferimpedanz . 14 7.3 Abweichungen von idealen Freifeldbedingungen . 15 7.4 Dmpfung des Schalls in Luft 15 7.5 Polarisationsspannung 15 7.6 Physikalische Eigenschaften von Luft 16 7.7 Unvollkommenheit d

30、er Theorie 16 7.8 Unsicherheit des Freifeld-bertragungsmaes . 16 (informativ) Werte fr die Lage des akustischen Zentrums . 18 Anhang A(normativ) Werte fr den Luftdmpfungskoeffizienten . 19 Anhang B(informativ) Umgebungseinflsse auf den bertragungskoeffizienten von Mikrofonen 22 Anhang C(informativ)

31、Anwendung zeitselektiver Verfahren zur Beseitigung unerwnschter Anhang DReflexionen und akustischer Interferenzen zwischen den Mikrofonen . 24 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen . 28 Literaturhinweise . 29 D

32、IN EN 61094-3:2017-04EN 61094-3:2016 + AC:2017-01 4 Europisches Vorwort Der Text des Schriftstcks 29/873/CDV, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 61094-3, ausgearbeitet von dem IEC/TC 29 Electroacoustics“, wurde der parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung unterworfen und von CENELEC als EN 61094-3:2016 angenomme

33、n. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop) 2017-04-19 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurc

34、k-gezogen werden mssen (dow) 2019-07-19 Dieses Dokument ersetzt EN 61094-3:1995. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patent-rechte zu identifizie

35、ren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61094-3:2016 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC 61094-8:2012 ANMERKUNG H

36、armonisiert als EN 61094-8:2012. Anerkennungsnotiz zur Berichtigung AC Der Text der Berichtigung IEC 61094-3:2016/COR1:2016 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als EN 61094-3:2016/AC:2017-01 angenommen. DIN EN 61094-3:2017-04EN 61094-3:2016 + AC:2017-01 5 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von

37、IEC 61094 legt ein Primrverfahren zur Ermittlung des komplexen Freifeld-bertragungskoeffizienten von Laboratoriums-Normalmikrofonen fest, um eine reproduzierbare und genaue Grundlage fr die Messung des Schalldrucks unter Freifeldbedingungen zu schaffen; gilt fr Laboratoriums-Normalmikrofone, die die

38、 Anforderungen von lEC 61094-1 erfllen; ist fr die Anwendung in Laboratorien vorgesehen, die ber hochqualifiziertes Personal und besondere Messeinrichtungen verfgen. ANMERKUNG Das in diesem Teil von IEC 61094 beschriebene Kalibrierprinzip gilt auch fr Gebrauchs-Normal-mikrofone, vorzugsweise bei Ver

39、wendung ohne Schutzgitter. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die

40、 letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 61094-1:2000, Measurement microphones Part 1: Specifications for laboratory standard microphones IEC 61094-2:2009, Electroacoustics Measurement microphones Part 2: Primary method for pressure calibration of labora

41、tory standard microphones by the reciprocity technique IEC/TS 61094-7:2006, Measurement microphones Part 7: Values for the difference between free-field and pressure sensitivity levels of laboratory standard microphones ISO 9613-1, Acoustics Attenuation of sound during propagation outdoors Part 1: C

42、alculation of the absorption of sound by the atmosphere ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 61094-1, IEC 61094-2, ISO/IEC Guide 98-3 und die f

43、olgenden Begriffe. 3.1 Phase Phasenwinkel zwischen der Leerlauf-Ausgangs-spannung und dem Schalldruck, der bei Abwesenheit des Mikrofons am Ort des akustischen Zentrums des Mikrofons vorhanden sein wrde, fr eine sinusfrmige ebene fortschreitende Welle vorgegebener Frequenz und Schalleinfallsrichtung

44、 sowie fr festgelegte Umgebungsbedingungen Anmerkung 1 zum Begriff: Die Phase wird in Grad () oder Radiant (rad) angegeben. 3.2 akustisches Zentrum Punkt, von dem nherungsweise kugelfrmige Wellenfronten von einem schallabstrahlenden Wandler, der bei einer vorgegebenen Frequenz ein sinusfrmiges Signa

45、l erzeugt, in einem kleinen Bereich DIN EN 61094-3:2017-04EN 61094-3:2016 + AC:2017-01 6 um den Beobachtungspunkt fr eine festgelegte Richtung und einen festgelegten Abstand von der Schall-quelle auszugehen scheinen Anmerkung 1 zum Begriff: Das akustische Zentrum eines reziproken Wandlers, der als E

46、mpfnger betrieben wird, stimmt mit dem akustischen Zentrum fr den Betrieb als Sender berein. Anmerkung 2 zum Begriff: Diese Definition gilt nur fr die Bereiche des Schallfeldes, in denen kugelfrmige oder nherungsweise kugelfrmige Wellenfronten vorhanden sind. 3.3 quivalenter Punktwandler gedachter W

47、andler der Gre eines Punktes, der, wenn er am Ort seines akustischen Zentrums angeordnet wird, fr ein sinusfrmiges Signal vorgegebener Frequenz die Sende- oder Empfangseigenschaften eines Mikrofons fr eine vorgegebene Beobachtungsrichtung und einen vorgegebenen Beobachtungsabstand nachbildet 3.4 Hau

48、ptachse Linie senkrecht zu der Mikrofonmembran und durch ihr Zentrum 3.5 Freifeldbedingungen Schallfeld in der umgebenden Luft, wo sich Schallwellen ohne irgendwelche Strungen frei ausbreiten knnen 4 Referenz-Umgebungsbedingungen Die Referenz-Umgebungsbedingungen sind: Temperatur: 23,0 C Luftdruck:

49、101,325 kPa relative Luftfeuchte: 50 %. 5 Grundlagen der Freifeld-Kalibrierung nach der Reziprozittsmethode 5.1 Allgemeine Grundlagen 5.1.1 Allgemeines Eine Reziprozittskalibrierung von Mikrofonen kann mit Hilfe dreier Mikrofone durchgefhrt werden, von denen zwei reziprok sein mssen, oder mittels einer Hilfsschallquelle und zweier Mikrofone, von denen eines rez