The Calibration of Sound Intensity Instruments

A Standard is in preparation by the International Electrotechnical Commission giving methods for the calibration and verification of sound intensity instruments. This paper describes measurements made in a collaborative project partly funded by the Community Bureau of Reference (BCR) to investigate the practicality and sufficiency of these methods. The organisations involved were the National Physical Laboratory, Brüel & Kjær, Centre Technique des Industries Mécaniques, Danmarks Tekniske Højskole and Physikaliseh-Technische Bundesanstalt.

Sound intensity probes were calibrated using sinewave, noise, and tone-burst signals generated in different free-field rooms, and also using sine-wave signals at low frequencies in an acoustical duct. Calibration by electrostatic actuator was briefly evaluated, and probe performance in reactive fields was assessed using standing waves generated by various methods in a tube or duct. Finally, methods were investigated for determining the pressure-residual intensity index of a probe.

It is concluded that the methods described in the Standard are capable of practical implementation, and recommendations are given as to how this may best be done.

Zusammenfassung

Zur Zeit wird ein Standard der Internationalen Elektrotechnischen Kommission zur Festlegung von Methoden für die Kalibrierung und Überprüfung von Schallintensitäts-Meßgeräten vorbereitet. In dieser Arbeit werden Messungen beschrieben zur Untersuchung der Praktikabilität und der Leistungsfähigkeit dieser Methoden, die teilweise durch das Community Bureau of Reference (BCR) unterstützt wurden. Die beteiligten Organisationen waren das National Physical Laboratory, Brüel & Kjær, das Centre Technique des Industries Mécaniques, Danmarks Tekniske Højskole und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt.

Die Schallintensitätssonden wurden mit Sinussignalen, mit Rauschen und mit Tonimpulsen kalibriert, die in verschiedenen reflexionsfreien Räumen ausgeführt wurden, und ebenso mit Sinussignalen bei tiefen Frequenzen in einem Kanal. Auch die Kalibrierung mit einem elektrostatischen Aktuator wurde kurz untersucht; die Leistungsfühigkeit der Sonde in reaktiven Feldern wurde mit stehenden Wellen beurteilt, die auf verschiedenen Weisen in einem Rohr oder in einem Kanal erzeugt wurden. Schließlich wurden verschiedene Methoden zur Bestimmung des Druck-Intensitätsindex einer Sonde untersucht.

Es wird geschlossen, daß die im Standard beschriebenen Methoden sich für eine praktische Realisierung eignen und es werden Empfehlungen gegeben, wie dies am besten geschehen kann.

Sommaire

Une norme est en cours de préparation à la Commission Internationale d'Electrotechnique sur les méthodes d'étalonnage et de vérification des instruments de mesure d'intensité acoustique. Le présent article décrit des mesures effectuées, dans le cadre d'un projet interlaboratoire financé par le Bureau Communautaire de Référence (BCR), pour verifier dans quelle mesure ces méthodes sont pratiques et suffisantes. Les organismes impliques dans le projet étaient le National Physical Laboratory, la Société Bruel et Kjær, le Centre Technique des Industries Mécaniques, le Danmarks Tekniske Højskole et le Physikalisch-Technische Bundesanstalt.

Les sondes intensimétriques ont été étalonnées à l'aide de sons purs, de bruit et d'impulsions de bruit dans différentes salles anéchoiques, et également à l'aide de sons purs a basse fréquence dans un guide acoustique. On a évalué brièvement la étalonnage par actuateur électrostatique, quant aux performances des sondes en champ réactif elles ont été testées en ondes stationnaires produites de diverses manières, dans un tube ou dans un guide. Enfin, on a recherché des méthodes de détermination de l'index d'intensité de pression résiduelle d'une sonde.

La conclusion est que les méthodes décrites dans la norme peuvent être mises en application, et nous donnons des recommendations pour les utiliser au mieux.