Messgrößen für Schallwellen

1. Messgrößen für Schallwellen

2. Inhalt • Schallintensität • Schallwiderstand • Das Weber-Fechnersche Gesetz • Physikalische Größen zur Schallmessung • Hörschwelle • Schallpegel • Empfindung des Schalls als „Lautstärke“

3. Energieflussdichte, Intensität

4. J/m2 Die Intensität 2 0 1,5 0,5 1,0 Empfänger ψ0 x 0 1 10

5. Intensität, Schallwiderstand Schallwiderstand: begrifflich analog zum elektrischen Widerstand bei der Berechnung der elektrischen Wechselstrom Leistung P=U·I=U02/2R

6. Druckamplitude, Schallgeschwindigkeit, Schnelle

7. Hörschwelle

8. Das Weber Fechnersche Gesetz Das Empfinden der „Lautstärke“ hängt stark von der Frequenz ab. Die optimale Empfindlichkeit des Gehörs liegt beim Menschen bei etwa 3 kHz

9. Die Einheit dB

10. Die Einheit Phon I1kHzist die Intensität bzw. p1kHz der Schalldruck eines 1kHz Tones, der „genauso laut“ wie das zu messende Geräusch empfunden wird

11. Korrekturkurven für die Angaben dB A und dB C

12. Geräusche unterschiedlicher Frequenz, die auf der gleichen schwarzen Kurve liegen, zeigen die gleiche phon-Zahl, d. h. sie werden als „gleichlaut“ empfunden, ihre Lautstärke entspricht der phon Angabe bei 1 kHz Beispiel: Ein 20 Hz Ton mit Pegel 100 dB wird so laut empfunden wie ein 4 kHz Ton mit 50 dB, beide mit „Lautstärke 60 phon“ Für Schallvorgänge mit 1 kHz ist die dB gleich der Phon Angabe

13. Vergleichsschall μPa)

14. Schallkenngrößen in Luft bei 20°C in 3 m Abstand von der Quelle

15. Versuch zur Messung von Lautstärke und Schallintensität • Erzeugung eines Sinus-Tones Generator und Messung des Signals mit dB A und dB C Korrektur: • 440 Hz • 1000 Hz • 8000 Hz • 12000 Hz

16. Zusammenfassung • Das Weber-Fechnersche Gesetz • Die „Lautstärke“, eine Empfindung, folgt etwa logarithmisch der Schallintensität I bzw. dem Schalldruck p • Physikalische Größen zur Schallmessung • Referenzwert: Hörschwelle I0 = 10-12 [W/m2], p0 = 20 ·10-6 [Pa] • Schallpegel, Einheit Dezibel • Schallintensitätspegel Λ = 10 log ( I / I0 ) [dB] • Schalldruckpegel Λ = 10 log ( p / p0 ) [dB] • Lautstärke, Einheit Phon, definiert als Pegel für einen Ton mit 1 kHz • Schallintensitätspegel Λ = 10 log ( I1kHz / I0 ) [phon] • Schalldruckpegel Λ = 10 log ( p1kHz / p0 ) [phon] • Schallpegel mit Korrektur nach Kurve A, bezeichnet mit dB (A), zeigen für Töne beliebiger Frequenz den Pegel eines als gleichlaut empfundenen Tons mit 1 kHz • dB (A) Werte sind identisch zur Lautstärke in Phon

17. Kurven gleicher Lautstärke, Hörschwelle, Schmerzgrenze, Beispiel für A-Filter bei 40 phon Musik Sprache