FAQ-L.2: W jaki sposób kalibruje się i reguluje przyrządy pomiarowe za pomocą czujników powietrznych?

Czy wartości poziomu akustycznego wyświetlane przez analogowe testery ultradźwiękowe w dBμV są porównywalne lub można je przeliczyć na poziom SONAPHONE® w dB?

Podczas badań z wykorzystaniem czujników powietrznych ciśnienie akustyczne jest zazwyczaj wskazywane jako wartość poziomu w dB lub dBμV. Przy zastosowaniu poziomu w dB zmierzone wartości są przeliczane na stosunek logarytmiczny w oparciu o wartość odniesienia. Dzięki temu zmierzone wartości mogą być przedstawiane w szerokim zakresie dynamicznym. Wynik pomiaru poziomu zależy od typu przyrządu oraz zastosowanego czujnika.

SONAPHONE

Czujniki powietrzne BS10 i BS30 urządzenia SONAPHONE wykorzystują szerokopasmową kapsułę mikrofonową, która przekształca ciśnienie akustyczne na napięcie prądu przemiennego. Poziom ciśnienia akustycznego opiera się na akustycznej wielkości porównawczej wynoszącej 20 μPa. 20 μPa odpowiada ciśnieniu akustycznemu wynoszącemu 0 dB; inne przykłady to:

20 µPa = 0 dB

1 Pa = 94 dB

2 Pa = 100 dB

Kalibracja i regulacja kapsuły mikrofonowej SONAPHONE odbywa się poprzez porównanie jej z mikrofonem referencyjnym (kalibracja napięć mikrofonowych) przy użyciu sygnału referencyjnego o częstotliwości 40 kHz (*1). Na podstawie sygnału referencyjnego krzywa charakterystyczna kapsuły mikrofonowej o szerokim paśmie przenoszenia jest przesuwana w całym zakresie pomiarowym od 20 do 100 kHz.
W SONAPHONE wartości poziomu są ostatecznie obliczane na podstawie szerokopasmowego ciśnienia akustycznego w zakresie 20 … 100 kHz. Znaczenie poszczególnych wartości poziomu wyjaśniono w osobnej sekcji FAQ.

SONAPHONE Pocket (i podobne przyrządy analogowe)

W przypadku dostępnych na rynku analogowych przyrządów ultradźwiękowych (na przykład SONAPHONE Pocket) taka kalibracja sygnału nie ma sensu. Powodem tego jest zastosowanie kapsuły ultradźwiękowej (kapsuły Murata), która jest czuła na częstotliwości ultradźwiękowe w stosunkowo wąskim paśmie wokół 40 kHz. Wartości poziomu wyświetlane na tych urządzeniach muszą być odniesione w inny sposób. Wartością odniesienia jest 0 dBμV przy poziomie napięcia 1 μV (wartość skuteczna). Wartość ta różni się w zależności od charakterystyki poszczególnych kapsuł ultradźwiękowych. Na wyświetlaczu urządzenia napięcie mikrofonu jest pokazywane w dBμV; w przypadku wartości ujemnych napięcie jest niższe niż 1 μV.

1 µV = 0 dBµV

Ze względu na stosowanie różnych kapsuł i metod kalibracji, różne krzywe charakterystyczne, a także uwzględnienie różnych zakresów częstotliwości (wąskopasmowe / szerokopasmowe), wyświetlane wartości przyrządów analogowych w dBμV oraz SONAPHONE w dB nie mogą być łatwo porównywane ani przeliczane. Przyczyny jeszcze raz w skrócie:

*1: W akustyce stosuje się sygnał odniesienia o częstotliwości 1 kHz