Iec 61094 5 2016

I E C 61 094-5 ® Edition 2.0 201 6-05 I N TE R N ATI ON AL STAN DAR D N OR M E I N TE R N ATI ON ALE El ectroaco u sti cs – M easu rem en t m i cro ph o n es – Part 5: M eth od s fo r pressu re cal i brati o n of wo rki n g stan d ard m i croph on es by com pari so n Él ectroaco u sti q u e – M i cro ph on es d e m esu re – Parti e 5: M éth od es pou r l ' étal on n ag e en pressi on par co m parai so n d es IEC 61 094-5:201 6-05(en-fr) m i cro ph o n es étal on s d e travai l TH I S P U B L I C ATI O N I S C O P YR I G H T P R O TE C TE D C o p yri g h t © I E C , G e n e va , Sw i t z e rl a n d All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about IEC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or your local IEC member National Committee for further information Droits de reproduction réservés Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur Si vous avez des questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Abo u t th e I E C The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes International Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab o u t I E C p u b l i c a t i o n s The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published I EC C atal og u e - webstore i ec ch /catal o g u e E l ectro ped i a - www el ectro ped i a org The stand-alone application for consulting the entire bibliographical information on IEC International Standards, Technical Specifications, Technical Reports and other documents Available for PC, Mac OS, Android Tablets and iPad The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing 20 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary (IEV) online I EC pu bl i cati on s search - www i ec ch /search pu b I E C G l o ssary - s td i ec ch /g l ossary The advanced search enables to find IEC publications by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, replaced and withdrawn publications 65 000 electrotechnical terminology entries in English and French extracted from the Terms and Definitions clause of IEC publications issued since 2002 Some entries have been collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and CISPR I EC J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stp u bl i s h ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C Cu s to m er S ervi ce Cen tre - webstore i ec ch /csc If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch A pro po s d e l ' I E C La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des Normes internationales pour tout ce qui a trait l'électricité, l'électronique et aux technologies apparentées A pro po s d es p u bl i cati o n s I E C Le contenu technique des publications IEC est constamment revu Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié Catal o g u e I E C - webstore i ec ch /catal o g u e Application autonome pour consulter tous les renseignements bibliographiques sur les Normes internationales, Spécifications techniques, Rapports techniques et autres documents de l'IEC Disponible pour PC, Mac OS, tablettes Android et iPad R ech erch e d e pu bl i cati o n s I EC - www i ec ch /search p u b La recherche avancée permet de trouver des publications IEC en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, comité d’études,…) Elle donne aussi des informations sur les projets et les publications remplacées ou retirées E l ectro ped i a - www el ectro ped i a org Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et électriques Il contient 20 000 termes et dộfinitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes équivalents dans langues additionnelles Egalement appelé Vocabulaire Electrotechnique International (IEV) en ligne G l o ss re I EC - std i ec ch /g l o ss ary 65 000 entrées terminologiques ộlectrotechniques, en anglais et en franỗais, extraites des articles Termes et Définitions des publications IEC parues depuis 2002 Plus certaines entrées antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC I EC J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stp u bl i s h ed Restez informé sur les nouvelles publications IEC Just Published détaille les nouvelles publications parues Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email Servi ce Cl i en ts - webstore i ec ch /csc Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions contactez-nous: csc@iec.ch I EC 61 094-5 ® Edition 2.0 201 6-05 I N TER N ATI ON AL STAN DAR D N OR M E I N TER N ATI ON ALE El ectro aco u sti cs – M easu rem en t m i cro ph o n es – Part 5: M eth od s fo r pressu re cal i brati o n o f wo rki n g stan d ard m i croph o n es by com pari son Él ectro aco u sti q u e – M i croph on es d e m esu re – Parti e 5: M éth o d es pou r l ' étal o n n ag e en pressi on par com parai so n d es m i croph on es étal o n s d e travai l INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 7.1 40.50 ISBN 978-2-8322-3434-1 Warn i n g ! M ake su re th at you obtai n ed th i s pu bl i cati on from an au th ori zed d i stri bu tor Atten ti on ! Veu i l l ez vou s assu rer q u e vou s avez o bten u cette pu bl i cati on vi a u n d i stri bu teu r ag réé ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission Marque déposée de la Commission Electrotechnique Internationale –2– I EC 61 094-5:201 © I EC 201 CONTENTS FOREWORD Scope N ormati ve references Terms an d defin i tions Reference en vironm en tal ditions Principles of pressu re cali bration by comparison Principles General principle General principles u sin g sim u ltaneou s exci tation General principles u sin g sequ en ti al exci tation M easu ri ng the ou tpu t voltag es of the m icroph ones Factors in flu encing th e pressu re sensi ti vity General M icroph one pressu re equ alization mechan ism Polarising voltag e Reference sh ield figu rati on Pressu re distribu ti on over th e diaphrag ms 6 Depen dence on en vironm en tal conditions Val idation Cal ibrati on u ncertain ty componen ts General Sensitivi ty of th e reference m icrophon e M easu remen ts of m icrophone ou tput 1 Di fferences between the sou nd pressu re at th e test microphone and th at at th e reference m icrophone 1 Acou stic impedances of the m icrophones 1 M icroph one separati on distance 1 7 M icroph one capacitance 1 M icroph one fi g uration durin g calibration 1 U ncertain ty on pressu re sensi ti vity level An nex A (i nformative) Examples of couplers and jig s for sim u ltan eou s exci tation A A cou pler for u se with WS2 microphones at frequenci es up to kH z A A ji g for use with WS2 or WS3 microphon es at frequ enci es up to 20 kH z An nex B (i nformative) Examples of cou plers for sequen ti al excitation B A cou pler for u se with LS1 microphon es at frequencies u p to kH z B A cou pler for u se with WS2 microphones at frequenci es up to kH z An nex C (in formati ve) Determ in in g the open -circu i t sensitivi ty of a measu rem en t m icroph one wi thou t using the insert-vol tag e meth od An nex D (informati ve) Typical u ncertain ty anal ysis D I n trodu cti on D An alysis D Combin ed an d expanded uncertain ties 21 Bi bliog raph y 22 Fi gu re A – A cou pler for u se with WS2 microphones I EC 61 094-5:201 © I EC 201 Fi gu re Fi gu re Fi gu re Fi gu re Fi gu re A A A B B – – – – – –3– A jig fitted with an LS2 and WS2 microph one Example arrang ement of LS2 and WS2 microphones i n a ji g Example arrang ement of LS2 and WS3 microphones i n a ji g A cou pler for u se with LS1 microphon es A cou pler for u se with WS2 microphon es Table A – Calcu lated corrections to be added to th e sensitivity l evel of the WS3 microph one wh en usin g th e arrang emen t i n Fig ure A Table D – Example u ncertain ty bu dget 20 –4– I EC 61 094-5:201 © I EC 201 I NTERNATI ONAL ELECTROTECHN I CAL COMMI SSI ON ELECTROACOUSTICS – MEASUREMENT MICROPHONES – Part 5: Methods for pressure calibration of working standard microphones by comparison FOREWORD ) Th e I n tern ati on al El ectrotech n i cal Com m i ssi on (I EC) i s a worl d wi d e org an i zati on for stan dard i zati on com pri si n g al l n ati on al el ectrotech n i cal com m i ttees (I EC N ati on al Com m i ttees) Th e obj ect of I E C i s to prom ote i n tern ati on al co-operati on on al l q u esti on s cern i n g stan dard i zati on i n th e el ectri cal an d el ectron i c fi el ds To th i s en d an d i n ad di ti on to oth er acti vi ti es, I EC pu bl i sh es I n tern ati on al Stan d ards, Tech n i cal Speci fi cati on s, Tech n i cal Reports, Pu bl i cl y Avai l abl e Speci fi cati on s (PAS) an d G u i d es (h ereafter referred to as “I EC Pu bl i cati on (s) ”) Th ei r preparati on i s en tru sted to tech n i cal com m i ttees; an y I EC N ati on al Com m i ttee i n terested i n th e su bj ect d eal t wi th m ay parti ci pate i n th i s preparatory work I n tern ati on al , g overn m en tal an d n on g overn m en tal org an i zati on s l i si n g wi th th e I EC al so parti ci pate i n th i s preparati on I EC col l aborates cl osel y wi th th e I n tern ati on al Org an i zati on for Stan d ard i zati on (I SO) i n accordan ce wi th d i ti on s d eterm i n ed by ag reem en t between th e two org an i zati on s 2) Th e form al d eci si on s or ag reem en ts of I EC on tech n i cal m atters express, as n earl y as possi bl e, an i n tern ati on al sen su s of opi n i on on th e rel evan t su bj ects si n ce each tech n i cal com m i ttee h as represen tati on from al l i n terested I EC N ati on al Com m i ttees 3) I EC Pu bl i cati on s h ave th e form of recom m en d ati on s for i n tern ati on al u se an d are accepted by I EC N ati on al Com m i ttees i n th at sen se Wh i l e al l reason abl e efforts are m ad e to en su re th at th e tech n i cal ten t of I EC Pu bl i cati on s i s accu rate, I EC can n ot be h el d respon si bl e for th e way i n wh i ch th ey are u sed or for an y m i si n terpretati on by an y en d u ser 4) I n ord er to prom ote i n tern ati on al u n i form i ty, I EC N ati on al Com m i ttees u n d ertake to appl y I EC Pu bl i cati on s tran sparen tl y to th e m axi m u m exten t possi bl e i n th ei r n ati on al an d reg i on al pu bl i cati on s An y d i verg en ce between an y I EC Pu bl i cati on an d th e correspon d i n g n ati on al or reg i on al pu bl i cati on sh al l be cl earl y i n di cated i n th e l atter 5) I EC i tsel f d oes n ot provi d e an y attestati on of form i ty I n d epen d en t certi fi cati on bodi es provi d e form i ty assessm en t servi ces an d , i n som e areas, access to I EC m arks of form i ty I EC i s n ot respon si bl e for an y servi ces carri ed ou t by i n d epen d en t certi fi cati on bodi es 6) Al l u sers sh ou l d en su re th at th ey h ave th e l atest edi ti on of th i s pu bl i cati on 7) N o l i abi l i ty sh al l attach to I EC or i ts di rectors, em pl oyees, servan ts or ag en ts i n cl u di n g i n d i vi d u al experts an d m em bers of i ts tech n i cal com m i ttees an d I EC N ati on al Com m i ttees for an y person al i n j u ry, property d am ag e or oth er d am ag e of an y n atu re wh atsoever, wh eth er di rect or i n d i rect, or for costs (i n cl u d i n g l eg al fees) an d expen ses ari si n g ou t of th e pu bl i cati on , u se of, or rel i an ce u pon , th i s I EC Pu bl i cati on or an y oth er I EC Pu bl i cati on s 8) Atten ti on i s d rawn to th e N orm ati ve referen ces ci ted i n th i s pu bl i cati on U se of th e referen ced pu bl i cati on s i s i n di spen sabl e for th e correct appl i cati on of th i s pu bl i cati on 9) Atten ti on i s d rawn to th e possi bi l i ty th at som e of th e el em en ts of th i s I EC Pu bl i cati on m ay be th e su bj ect of paten t ri g h ts I EC sh al l n ot be h el d respon si bl e for i d en ti fyi n g an y or al l su ch paten t ri g h ts I n tern ati onal Standard I EC 61 094-5 has been prepared by I EC tech nical comm ittee 29: El ectroacou stics Th is editi on cancels an d replaces th e fi rst editi on pu blished in 2001 This edi tion consti tu tes a techn ical revi sion Th is edi tion i ncludes the fol lowin g sig ni fican t tech nical chang es with respect to the previou s edi tion : a) details of addition al componen ts of u ncertainty; b) revised corrections for type WS3 m icroph ones; c) provisi on for th e cali bration of m icroph ones in driven sh ield fi gu rati on I EC 61 094-5:201 © I EC 201 –5– The text of th is standard i s based on th e foll owi ng docu men ts: CDV Report on voti n g 29/870/CDV 29/887A/RVC Fu ll informati on on the votin g for the approval of this standard can be fou nd in the report on votin g i ndicated i n the above table Th is pu blication has been drafted in accordance wi th the I SO/I EC Directi ves, Part A l ist of all parts i n the I EC 61 904 series, pu bl ished u n der the g eneral ti tl e , can be fou nd on the I EC websi te microphones Measurement The commi ttee has decided that th e ten ts of th is publ icati on wi ll remain u nchan ged u n ti l th e stabil ity date in dicated on th e I EC websi te u nder "h ttp://webstore iec ch " in the data related to the specific pu bl ication At th is date, the publ ication will be • recon firmed, • wi thdrawn , • replaced by a revised edi ti on, or • amended –6– I EC 61 094-5:201 © I EC 201 ELECTROACOUSTICS – MEASUREMENT MICROPHONES – Part 5: Methods for pressure calibration of working standard microphones by comparison Scope Th is part of I EC 61 094-5 is applicable to workin g standard m icrophones with rem ovable protection g rids m eeting the requ irem en ts of I EC 61 094-4 an d to laboratory standard m icrophon es meeti ng the requ iremen ts of I EC 61 094-1 Th is part of I EC 61 094 describes m eth ods of determ ini ng the pressu re sensitivi ty by comparison wi th eith er a laboratory standard m icroph one or an other working standard m icroph one with kn own sensitivi ty i n th e respective frequency rang e Al tern ati ve comparison m eth ods based on the principles described i n I EC 61 094-2 are possibl e bu t beyon d the scope of this part of I EC 61 094 Normative references The following docu men ts, in wh ole or in part, are n orm ati vel y referenced in this docu m en t and are indispensabl e for i ts application For dated references, on ly the edition cited appli es For u ndated references, th e latest edition of th e referenced docu men t (inclu din g an y amendm ents) appl ies I EC 61 094-1 , Measurement microphones – Part 1: Specifications for laboratory standard I EC 61 094-4, Measurement microphones – Part 4: Specifications for working standard microphones microphones Terms and definitions For the purposes of th is docu men t, th e terms and defin i ti ons g iven in I EC 61 094-1 and the following apply 3.1 reference microphone laboratory standard m icroph one or working standard m icroph one wi th known pressu re sensitivi ty 3.2 test microphone laboratory standard mi crophone or workin g standard microph one to be calibrated by comparison with a reference m icrophone 3.3 monitor microphone microph one u sed to measu re chang es in sou nd pressu re I EC 61 094-5:201 © I EC 201 –7– 3.4 coupler device which , when fitted with m icroph ones, forms a cavity of predeterm ined shape and di mensions an d provides an acoustic coupli ng element between the m icrophones and between the m icroph ones and th e sou nd sou rce 3.5 jig device wh ich , when fitted with microphones, h ol ds th em with their diaph rag ms face to face separated by a small distance bu t does not encl ose the space between th em Reference environmental conditions The reference en vironmen tal ditions are: • temperatu re 23, °C • static pressu re 01 , 325 kPa • relative hu mi dity 50 % Principles of pressure calibration by comparison 5.1 Principles 5.1 General principle The pressu re sensiti vity of a measu rem ent m icroph one is defined in terms of a sou n d pressu re appl ied u niforml y over the diaphrag m Consequ en tl y, the pressu re sensi ti vi ty can onl y be realised in pri nciple for m icrophones from wh ich the protection g rid can be removed and the diaph rag m exposed to th e sound pressu re stimu lu s The principle of these comparison m eth ods is th at when th e reference microphone and th e test microphone are exposed to the same sou nd pressure either sim ul taneou sly or sequ en ti all y, th e ratio of th eir pressu re sensiti vities is g i ven by th e rati o of th eir open -circui t ou tpu t voltag es The sensi ti vi ty (both modu lus an d phase) of th e test microph one can th en be calcu lated from the sensi ti vi ty of the reference microph one The pri nci ple of the method al lows the test microph one to be attach ed to a particu lar preampli fier an d th e sensi ti vity of the system m ay be referred to the ou tpu t of that preampli fier Mu l ti-frequ ency measurements can be performed particu larl y rapidl y i f a wideband soun d sou rce is used an d the ou tpu t voltag es of the microph ones are anal ysed in n arrow bands N OTE I f th e referen ce an d test m i croph on es h ave si g n i fi can tl y d i fferen t freq u en cy respon se ch aracteri sti cs, e g arou n d reson an ce freq u en ci es, or wh en a pressu re respon se m i croph on e i s com pared wi th a free-fi el d respon se m i croph on e, th i s approach can l ead to errors wh en th e i n ten ti on i s to d eterm i n e th e pressu re sen si ti vi ty at th e test freq u en cy, rath er th an th e test freq u en cy ban d Du e si derati on of th e an al ysi s ban d wi d th i s advi sed to avoi d su ch errors Typi cal l y, a ban dwi d th of /6 th -octave or n arrower wi l l be su ffi ci en t to strai n an y error to l ess th an 0, 01 d B H owever fu rth er cau ti on i s ad vi sed on red u ci n g th e ban d wi d th too severel y, as can be possi bl e wi th FFT (fast Fou ri er tran sform ) an al ysers, as th i s can h i g h l i g h t d efi ci en ci es su ch as stan d i n g waves i n th e sou n d fi el d , wh i ch can al so l ead to errors (see [1 ] for fu rth er d etai l s) 5.1 General principles using simultaneous excitation I n order for th e two m icrophones to be simu ltaneou sl y exposed to essen tiall y the same soun d pressu re i t is usu all y necessary for th e fron t surfaces of th e two m icroph on es to be separated _ N u m bers i n brackets refer to th e bi bl i og raph y –8– I EC 61 094-5:201 © I EC 201 by a sm all fraction of the wavelen g th at the hi ghest frequ ency of in terest For frequ encies u p to 20 kH z, th is can be ach ieved by m ou n ti ng the two m icrophon es face-to-face separated by approxi mately mm in eith er a cou pler or a jig The optim um m icroph on e separati on is somewhat depen dent on the acoustic en vironm en t and sh ou ld be determin ed for a particu lar set-u p Details of l ikely levels of performance can be fou nd in [1 ] Couplers usu al l y contain an i n tegral sou nd sou rce; jig mou nted m icrophones are usu all y exposed to an externally produ ced sound field I n order to reduce the effect of systematic differences in soun d pressu re between the two microph one positions, for example caused by some asymmetries, the followin g procedu re sh al l be used: after the ratio of th e m icrophone pressu re sensi ti vities is first determi ned, th e m icrophones shall be interch ang ed, an d the m easu rement repeated Th e sensi tivi ty is then calcu lated from the mean of the two ratios Examples of practical arrang emen ts and precau tions to be taken are g iven in Annex A N OTE Avoi di n g asym m etry an d stan d i n g waves i n th e sou n d fi el d , especi al l y i n j i g fi g u rati on s, h as a si g n i fi can t ben efi ci al i m pact on th e rel i abi l i ty of th e resu l ts 5.1 General principles using sequential excitation I n order for th e two m icrophones to be sequ entiall y exposed to essen tial l y the same sound pressu re, ei ther the exch ang e of microph ones shall not chang e the sou nd pressure sig n ifican tly or an y sig n ificant chang e shal l be detected an d corrected Th is can be ach ieved by incorporati ng a soun d source, a moni tor m icrophone, and th e test/reference m icrophone in a coupler I n an y desig n of cou pler, th e moni tor m icroph one sh al l accu ratel y sense changes in th e sou nd pressu re at the test/reference mi crophone posi tion Examples of practical arran g emen ts are g i ven in Annex B 5.2 Measuring the output voltages of the microphones The ou tpu t of a test or reference microph one may be determ ined as the open-circu i t voltag e by use of the insert vol tage techn iqu e (see of I EC 61 094-2:2009) or by u sin g a m easu ring system consisti ng of a h ig h inpu t im pedance m icrophone preampli fier and a vol tm eter (see An nex C) The method u sed to measu re the ou tpu t voltag e of th e test mi crophone sh all be stated on any cal ibrati on certificate Factors influencing the pressure sensitivity 6.1 General The pressure sensi tivi ty of a m easurement m icroph one can depen d on environm ental conditions Furth er, the defi ni tion of the pressure sensitivi ty implies th at certain requ iremen ts be fu lfilled by the m easu remen ts I t is essen ti al du ring a calibration that these ditions are trol led su fficien tl y wel l if the resu lting uncertain ty com pon ents are to remain small 6.2 Microphone pressure equalization mechanism The normal construction of a m easu remen t microphone has th e cavi ty behi nd the diaphrag m fi tted with a n arrow pressu re-equ al izi ng tu be to perm it the static pressu re to be the same on both sides of the diaphrag m Consequ en tl y, at very low frequ encies, thi s tube also partially equ alizes the soun d pressu re I f, du rin g the calibration , the sound which i s coh eren t with th at on the diaphrag m is i nciden t on the pressu re-equ alizi ng tu be, then this coul d ch ang e the apparen t sensitivity at low frequ encies and the resu l t wou ld not be th e tru e pressure sensitivi ty – 32 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 su r u n gabarit-support, avec les mi crophones placés dans l e champ loin tai n de la source sonore M ême si u ne non-u niformi té de la pression sur la su rface de la m embrane peu t être mi nimisée en util isant u n e source sonore présen tan t u ne sym étrie radiale, il peu t dem eu rer u ne n on-u n iform i té résidu el le au x fréqu ences élevées, même avec u ne sou rce idéale I l est diffici le de mtriser l'u ni form i té du champ acou stiqu e dans un e disposi tion d'étalonnag e réel Cependant, l 'effet combin é des asymétries du champ acoustique et des microph ones est mis en évidence en tou rnant les microph ones l'u n par rapport l 'au tre au tou r de leu r axe de sym étrie Ainsi , la composan te associée l 'incertitude de mesu re peu t être rédu ite en moyennan t les résu l tats de plu sieu rs de ces fig u rations de mesure N OTE Lorsq u e d es m i croph on es d u m êm e m od èl e son t com parés, l 'exi g en ce d 'u n i form i té d u ch am p acou sti q u e est réd u i te u n e exi g en ce d e sym étri e d e rotati on du ch am p acou sti q u e Par ailleu rs, les problèmes de non-u ni form i té du ch am p acou stiqu e peu ven t être su rmon tés si l'exci tati on est réal isée l 'ai de d'un champ acou sti qu e diffus, par exem ple dans u ne salle réverbéran te I l vi ent de vei ller évi ter de créer des on des stati onn res dans l e champ acou stiqu e au tou r des m icroph ones, car celles-ci peu ven t eng endrer des erreurs de mesure im portantes et i mprévisibles U ne sou rce large bande, ou des m esu res répétées des positions di fféren tes dans le champ, son t ég alemen t n écessai res pou r obteni r un e incerti tu de de m esure su ffisamm en t basse L'effet d'u ne n on-u n iformi té de la pressi on sur la su rface de l a membrane est consi dérablement plu s g ran d qu and l e m icrophone de référence et l e m icrophon e en essai son t de diam ètres différents U n modèle th éorique qu i peu t être u ti lisé pour appl iqu er des corrections et estimer les incertitudes dans ce cas est donné dans les ou vrag es de référence (par exem ple [1 ]) 6 I n fl u en ce d es co n d i ti o n s am bi an tes L'efficaci té d'u n m icroph one peu t dépendre de la pression statique, de l a températu re et de l'hu m idité Cette dépen dance peu t être détermi née par comparaison avec u n microph one étal on de l aboratoire bien caractérisé dans des condi tions variées Si l e microph one de référence et le microphone en essai son t des modèles de fabricants di fféren ts, l'efficaci té du m icroph on e de référence doi t être corri gée au x condi tions am bian tes réelles lors de l'essai En revanche, s'i ls son t du mêm e modèle, il peu t être avan tag eu x de su pposer qu 'i ls on t le même com portement vi s-à-vis des condi tions ambian tes, l'étalonnage du m icroph on e en essai pou vant alors se référer au x condi ti ons pou r lesqu el les l'étalonnag e du m icrophon e de référence est valide Par ail leurs, lorsque l es résu ltats d'u n étal onn ag e son t i ndiqu és, l'efficaci té en pression peut être corrig ée au x conditions ambian tes de référence si des données fiables concernan t les corrections son t disponibles Les ditions réel les de l'étalonnag e doi ven t être in diqu ées Va l i d ati o n Les étalonnag es réal isés dans un g abari t-support ou u n cou pleu r particu li er doi ven t être val idés par comparaison au x étalonnag es effectu és dans d'autres g abarits-supports ou cou pleu rs et d'au tres sou rces sonores U n e validation distincte est nécessaire pou r chaqu e type différen t de microphon e Si le m icrophone en essai est u n microphone étalon de laboratoire, l a val idation du gabarit-su pport ou du cou pl eu r peu t être obtenu e en comparan t u n étalonnag e avec u n étalonnage par réciprocité I l peu t être nécessaire, pour certains microphones, d'u til iser plu sieu rs cou pl eu rs et/ou gabarits-su pports afin de cou vrir u ne large plag e de fréquences avec u ne faible incerti tu de I EC 61 094-5:201 © I EC 201 7.1 – 33 – Composantes d'incertitude d'un étalonnage Généralités En plus des facteu rs in flu enỗan t l'efficaci tộ en pression men tionnés l 'Articl e 6, d'au tres composan tes d'incerti tude son t in trodu ites par l a méth ode, l'équ ipemen t et l e degré de précau ti on pris au cou rs de l'étal onnag e I l vien t de mesu rer ou de calcu ler l es facteurs qu i affecten t l'efficaci té de man ière connu e, avec u ne exacti tu de au ssi élevée que possible et nécessaire pou r atteindre l'incertitude de m esu re g l obale sou hai tée, si leu r in fl u ence doit être rédu i te le plus possible 7.2 Efficacité du microphone de référence L'incerti tu de su r l'efficaci té du m icrophone de référence affecte directemen t l'incerti tu de de l'efficaci té du m icrophone en essai 7.3 Mesures des signaux de sortie du microphone Les incertitu des de mesu re de n ature aléatoire ou variables en fonction du temps concern an t les si gnau x de sortie des m icrophones affecten t directement l 'incerti tu de su r l'efficaci té du m icroph one en essai Les i ncertitu des de mesu re de natu re systém atiqu e concern ant les sig nau x de sortie des m icroph ones peu ven t affecter l 'i ncerti tu de su r l'efficaci té du m icroph one en essai L'incertitu de peu t être rédu ite si l e même système est u ti lisé la fois pou r le m icrophone en essai et le microphone de référence Si l e m icrophon e en essai et l e m icrophone de référence son t mesu rés sim u ltanémen t, l'incerti tu de systématiqu e peu t être rédu i te l 'aide de la procédure décrite l 'Ann exe C 7.4 Différences entre la pression acoustique appliquée sur le microphone en essai et celle appliquée sur le microphone de référence Qu e ce soi t avec u ne exci tation sim u l tan ée ou u ne exci tati on séqu en tielle, des di fférences en tre l'impédance acoustiqu e du microphone en essai et cel le du microphone de référence peu ven t en trner des di fférences de pression acoustique sur l e m icrophon e en essai et sur le m icrophone de référence U n m odèle théorique qui peu t être u til isé pour esti mer l 'incerti tu de qui en résu lte peu t être consu lté dans les ou vrag es de référence (voir par exem ple [2]) 7.5 Impédances acoustiques des microphones Si l e m icrophon e de référence et l e microphone en essai présenten t des im pédances acou stiqu es fortem en t di fféren tes (par exemple, des microphones réponse en pression et réponse en cham p li bre des fréqu ences su périeures kH z) , i ls peu ven t réag ir différemment au m ême ch am p acou stiqu e en raison de flu x de vitesse acoustiqu e différents au ni veau des membranes I l est recomm andé d'u til iser dans la mesu re du possible u n m icroph one de référence présentan t u ne im pédance acou stiqu e simi laire cel le du m icroph one en essai u ti l isé Si aucu n microphone de référence adapté n'est disponibl e, il vien t d'estim er l 'ampleur de l'erreu r provoqu ée et de l'ajou ter au bu dg et d'incerti tu de 7.6 Distance de séparation des microphones I l vien t de détermi ner la distance de séparation idéale entre les m icrophon es u ti lisée lors de mesu res d'exci tation sim ul tanées pou r ch aque en vironn em ent acou sti qu e dans lequel des m esu res de g abari t-su pport doi ven t être effectu ées La distance peu t être déterm inée en effectu an t un e série de m esu res di fféren tes séparations et en comparant les résu l tats avec u n étalonnag e en pression pri maire pou r l e même m icrophone Les mesures effectuées dans certains champs acou sti qu es peu ven t être très sensibles de très faibles variations de distance de séparation des microphones et de position des microphon es par rapport au cham p acoustiqu e Dans ces cas, i l est préférable d'amél iorer le ch amp acousti que plu tôt qu e – 34 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 le systèm e de posi tionnemen t, car u n système de positionn em en t très reproducti ble peu t en trner des erreu rs systématiques répétables qu i ne son t pas facilem en t détectées 7.7 Capacité du microphone Avec certaines méthodes d'étalonnag e (par exem ple l'approch e décri te dans l'Annexe C) , le g n du ou des préampli ficateu r(s) u ti lisé(s) est su pposé constan t lors d'un e i nstallati on avec différents m icrophones Cepen dan t, l e gain du préam pl i ficateu r dépen d g énéralemen t de la capacité du m icroph one associé Par conséqu en t, il vien t d'apporter u n e correction ou de teni r compte d'u ne composan te d'incerti tu de si l es capaci tés du m icroph one de référence et du microphon e en essai son t su ffisamm ent di fféren tes pou r qu e l'influ ence su r le gain du préampl ificateu r soit si g ni fi cative N OTE Cet effet est évi té si l a tech n i q u e d e l a ten si on i n sérée est u ti l i sée 7.8 Configuration du microphone pendant l'étalonnage I l peu t être n écessai re d'installer u n microphone doté d'u n ou de pl usieu rs adaptateurs ven an t u n coupl eu r ou u ne fig u rati on d'étalonnag e spéci fiqu e Ces adaptateu rs peu ven t avoir u n e in flu ence su r l 'efficaci té du m icrophone, et cet aspect doi t être i nclu s comm e un e composan te d'incerti tu de N OTE Les m i croph on es d e référen ce com m e l es m i croph on es en essai peu ven t être i n fl u en cés par l 'i n stal l ati on d 'ad aptateu rs 7.9 Incertitude sur le niveau d'efficacité en pression Lors de l a déterm in ati on du n iveau d'efficaci té en pression d'u n microphon e étalon de travail , et lorsqu e le m icroph one de référence a été étalonné formément l'I EC 61 094-2, il est estimé qu 'u n étalonnag e par comparaison de m icroph ones de même diamètre peu t en trner u ne incertitude élarg i e avec u n facteu r d'élarg issemen t ég al (voir le Gu ide I SO/I EC 98-3) , d'en viron 0, dB au x fréquences basses et moyenn es L'incertitu de crt ju squ 'à en viron 0, dB kH z et 20 kH z respectivemen t pou r des microphones étalons de travai l de type WS1 P ( Working Standard, 1", pressure – Étalon de travai l, ", pression) et WS2P ( Working Standard, ½", pressure – Étalon de travai l , ½", pression) L'Ann exe D ti en t u n exem ple d'analyse d'incertitu de I EC 61 094-5:201 © I EC 201 – 35 – Annexe A (informative) Exemples de coupleurs et de gabarits-supports pour une excitation simultanée A.1 Coupleur utilisable avec les microphones de type WS2 pour les fréquences allant jusqu'à kHz Le cou pleur représen té la Fig u re A perm et de disposer face face deu x m icrophones don t les mem branes non protégées son t séparées d'en viron mm Le cou pleu r tien t une sou rce m embrane cyl in driqu e qu i produi t un ch am p acou sti qu e symétri e radi al e en tre les mem branes Dans cet exemple, la grille du microphone en essai a été enl evée et remplacée par u ne bag u e d'adaptati on de faỗon lu i donner l a config u ration d'u n m icrophon e de type LS2 ( Laboratory Standard, ½" – Étalon de l aboratoire, ½") Des variati ons basées sur l e m êm e principe pou rraien t comporter u n coupleu r de diam ètre légèremen t pl us g rand où le m icroph one en essai serait m ain tenu au tremen t Dimensions en millimètres 0, ,8 1 ,4 IEC Légende Préam pl i fi cateu r A M i croph on e A M i croph on e B Préam pl i fi cateu r B Cavi té d u cou pl eu r, d i am ètre 9, m m En trée d e l 'on d e acou sti q u e M em bran e cyl i n d ri q u e Figure A.1 – Coupleur utilisable avec les microphones de type WS2 Cette méthode peu t au ssi être u ti lisée sans enlever la g ril le de protection du m icrophon e en essai condi tion qu 'i l soi t tenu com pte de la présence de cette gril le dans le calcu l des – 36 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 incerti tu des La gril le peu t donn er lieu un n iveau d'incertitu de de m esu re inacceptable des fréqu ences élevées, rédu isan t ainsi efficacemen t la plag e de fréqu ences su r laqu elle le cou pleu r peu t être u ti lisé A.2 Gabarit-support utilisable avec les microphones de type WS2 ou WS3 pour les fréquences allant jusqu'à 20 kHz U ne disposition simple pour ten ir et posi tionner u n m icrophon e de type LS2 et un microph one de type WS2 de faỗon convenable pour u n étalon nag e sim u ltané est don née par la Fi gu re A Le g abari t-su pport est en fermé dans u ne ch ambre acou sti qu e, u n hau t-parleur étant u ti l isé comm e source son ore L'empl acemen t préférable pou r la sou rce sonore est situé su r l'axe de sym étrie des m icrophones L'emplacemen t détai ll é pou r l es m icroph ones WS2 et WS3 est respecti vem ent représen té au x Fig u res A et A À noter qu e les g rilles de protection ont été enlevées IEC Figure A.2 – Gabarit-support adapté au couplage d'un microphone de type LS2 et d'un microphone de type WS2 Dimensions en millimètres 0, IEC N OTE La d i m en si on m en ti on n ée séparan t l es m em bran es est la di stan ce Figure A.3 – Exemple de disposition de microphones de type LS2 et WS2 l'aide d'un gabarit-support IEC N OTE La di m en si on m en ti on n ée est l a d i stan ce séparan t l es m em bran es Cette d i stan ce d e séparati on est l a seu l e pou r l aq u el l e l es correcti on s spéci fi ées au Tabl eau A son t val abl es Figure A.4 – Exemple de disposition de microphones de type LS2 et WS3 l'aide d'un gabarit-support Lorsqu e la disposi tion de l a Fig u re A est u ti lisée, l es correcti ons doivent ten ir compte de l 'efficaci té radi al e des m icroph ones et du fai t qu e le m icroph one en essai est plu s peti t qu e le I EC 61 094-5:201 © I EC 201 – 37 – microph one de référence Le Tableau A donne l es corrections ajou ter au n iveau d'efficaci té du microphone de type WS3, en partan t du principe qu e le m icrophon e de référence est de type LS2aP (voir [1 ]) et qu e l e champ acou stiqu e présen te une symétrie radiale L'incerti tu de élarg ie su r les corrections est estim ée ég ale % de sa valeu r (en dB) correspondan t approximativemen t l a variation observée en doublan t la distance en tre les microphones Si l 'onde n 'arrive pas selon l'axe de sym étri e du g abari t-su pport, il vien t de prendre la moyenne des mesu res effectuées pou r di fféren tes directions d'incidence U n m oyen prati qu e d'y parvenir consiste u ti liser u n cham p acoustiqu e di ffus Tableau A.1 – Corrections calculées ajouter au niveau d'efficacité d'un microphone de type WS3 lors de l'utilisation de la disposition de la Figure A.4 Fréquence Correction kH z dB –0, 004 , 25 –0, 006 ,6 –0, 009 –0, 01 2, –0, 023 3, –0, 036 –0, 059 –0, 092 6, –0, 46 –0, 235 10 –0, 367 2, –0, 572 16 –0, 933 20 –1 , 443 N OTE L'i n certi tu de él arg i e est esti m ée /1 e d e l a val eu r d e l a correcti on (en d éci bel s) – 38 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 Annexe B (informative) Exemples de coupleurs pour une excitation séquentielle B.1 Coupleur utilisable avec les microphones de type LS1 pour les fréquences allant jusqu'à kHz U n cou pleur conỗu pou r l 'u ti lisation des m icrophones de type LS1 ( Laboratory Standard, 1" – Étalon de laboratoire, ") est représenté la Fi gu re B U n microphone de type WS1 P, u til isé comm e sou rce sonore, est vissé directement su r l a parti e su périeure du cou pleu r, sans g ri ll e de protection n i adaptateu r Le tu be d'u n m icrophone sonde est i nséré dans la paroi du cou pleu r de sorte que l'extrémi té de la sonde soi t située, partir de la paroi de la cavi té, u ne distance correspondan t au tiers d'u n rayon ; ce m icrophone son de est u tilisé pou r régu ler la pressi on acou stiqu e dans le cou pleur L'i mpédance acou stiqu e du microph one sonde peu t affecter les résu ltats, m ais u n tu be ayan t u n e impédance acoustique ég ale 800 MPa∙s∙m –3 a été u tilisé avec succès Le microphone en essai et le m icrophone de référence son t m ain tenus su r le cou pl eu r l'aide d'u n étrier et d'u n dispositif ressort Si l e microph one en essai et le m icroph one de référence sont tous les deu x de type WS1 , transformés selon la fig u rati on d'un m icrophone de type LS1 au moyen d'u n e bag ue d'adaptation, i l vien t d'u tiliser l a m êm e bagu e d'adaptation pou r les deu x microphones Dimensions en millimètres 19 ,2 23, 85 IEC Légende Em pl acem en t du m i croph on e sou rce Fi l etag e d e fi xati on d u m i croph on e sou rce Posi ti on d e l a m em bran e d u m i croph on e sou rce Tu be d u m i croph on e son d e Em pl acem en t du m i croph on e en essai et d u m i croph on e d e référen ce Figure B.1 – Coupleur utilisable avec les microphones de type LS1 I EC 61 094-5:201 © I EC 201 B.2 – 39 – Coupleur utilisable avec les microphones de type WS2 pour les fréquences allant jusqu'à kHz La Fig ure B représente un cou pl eu r qu i peu t être u ti lisé pou r u n étalonnage par comparaison de microph ones de type WS2 en exci tation séqu en tiel le U ne sou rce form ée d'u ne m embran e cyl indrique eng en dre u n champ acou sti qu e symétrie radiale, et u n microph one de contrôle m esu re l a variati on de la pression acou stiqu e quan d le m icroph one en essai est remplacé par le microphone de référence Dimensions en millimètres 0, ,3 IEC Lég end e M i croph on e d e trôl e M i croph on e en essai ou m i croph on e de référen ce Cavi té d u cou pl eu r, d i am ètre 9, m m M em bran e cyl i n d ri q u e Figure B.2 – Coupleur utilisable avec les microphones de type WS2 Cette méthode peu t au ssi être u ti lisée sans enlever l a gril le de protection du m icrophon e en essai condition qu 'i l soi t tenu compte de la présence de cette gril le dans l e calcu l des incerti tu des – 40 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 Annexe C (informative) Détermination de l'efficacité en circuit ouvert d'un microphone de mesure sans utilisation de la technique de la tension insérée Quan d un étalonnag e par comparaison est effectué, l'efficaci té en circu i t ou vert du microph one en essai peu t être détermi née sans u ti liser l a techn iqu e de la tension insérée L'efficaci té en circu it ou vert du microph one de référence doi t être conn u e et u ne correction (ou u ne incerti tude) in trodui te pou r tou te différence due au fait qu e l e microph one en essai et le m icrophon e de référence présenten t u ne impédance de sou rce électriqu e différen te par rapport au préam pl i ficateu r Le principe consiste permu ter les microph ones en tre l es deu x voies de mesu re et répéter les m esu res; nsi , l es i nflu ences des g ains de chaque voi e (et d'au tres effets systématiqu es) peu vent être él im in ées Cela peu t être démon tré comme su i t Dans le cas de deu x microph ones don t les mem branes son t face face, proches l'u ne de l'au tre, et dont les niveau x de sortie respectifs son t lu s sur deu x voies de mesu re, la di fférence des n iveau x, L C1 , en tre les deu x voies (en ig noran t tou te in flu ence de la capaci té du m icrophon e) est L C1 = ( L + L m + L d + L WA ) – ( L + L m + L d + L WB ) où L et L L m et L m Ld L WA L WB (C ) dési g nen t l e n iveau d'effi caci té en pression des microph ones; dési gnent l e g n des systèmes de m esu re; est le n iveau de pression acoustique créé par la source au point cen tral si tu é m i-distance des m embran es des m icrophones; représente la différence entre le ni veau de pression acou sti qu e su r la mem brane du m icrophon e posi tion née en A et L d ; représente la différence en tre le niveau de pression acou sti qu e su r la mem brane du m icrophon e posi tion née en B et L d L'Équ ation (C ) suppose qu e l es microphones n 'ont pas une efficacité sim ilaire, mais qu'ils son t par aill eurs identiques en ce qu i concerne leu rs caractéristiqu es mécaniques et électroacoustiqu es Qu and l es mi crophones son t permu tés, la di fférence des niveau x de sortie des deu x voies est L C21 = ( L + L m + L d + L WA ) – ( L + L m + L d + L WB ) où Ld (C 2) est le n iveau de pression acoustique créé par la source au point cen tral si tu é m i-distance des m embranes des m icrophones À partir de l a di fférence en tre l'Équ ation (C ) et l'Équation (C 2) , la di fférence de n i veau d'efficacité entre l es deu x m icroph ones est ( L – L ) = ½( L C1 – L C21 ) (C 3) Si L est le n i veau d'efficaci té en pressi on d'un m icrophon e de référence, le n iveau d'efficacité en pression L du m icrophone en essai peu t alors en être dédu i t sans conntre L m , L m , L d1 , L d , L WA ou L WB I EC 61 094-5:201 © I EC 201 – 41 – Annexe D (informative) Analyse typique d'incertitude D.1 Généralités Ce qu i su i t est u n exem ple de calcu l d'incertitu de pou r u n étalon nage effectu é selon un protocol e h ypothétiqu e particu l ier I l vien t de ne pas considérer cet exemple comme une liste exhau sti ve des composan tes d'incertitu de possibles, ou comm e u ne i ndication de valeurs typiqu es d'incerti tu de D.2 Analyse Les incerti tu des données au Tabl eau D son t calcu lées pou r l 'exemple d'u n étalonnag e par comparaison simu ltanée d'u n m icrophone de faible efficaci té de type WS2P au moyen d'u n microph one de référence de type LS2P Le cou pl eu r de la Fig u re A est u ti l isé, et l'étalon nag e est répété trois fois U n e permu tation des m icroph ones au x emplacem en ts d'en trée de l a cavité du coupleu r et u ne perm u tation des préam pli ficateu rs associés au x microph ones son t effectu ées, afi n d'élim in er les effets dus u ne asym étrie des cou pleurs et u ne di fférence de g n des deu x voies de m esu res (voir Annexe C) Les résu l tats n e se réfèren t pas au x condi tions ambi an tes de référence L'efficacité Mtest du m icroph one en essai est calcu lée d'après la formu le: Mtest = Mref × RV / RP ó Mref RV RP est l'efficacité en pression du m icroph one de référence; est le rapport des tensions de sortie du m icrophone en essai et du m icroph one de référence; est le rapport des pressions acou stiques effecti vement appli qu ées su r les deu x m icroph ones R P est sou ven t pris égal en su i van t le mode opératoire décrit l'An nexe C et en appliqu an t les corrections telles que cell es données l'An nexe B, m ais des i ncertitu des résiduelles son t présen tes Dans cet exemple, l es valeu rs sont u ni quemen t données pou r u ne fréquence ég ale kH z Dans la prati qu e, le calcu l est répété pour chaqu e fréqu ence u tilisée L'i ncertitude indi qu ée est basée su r u ne incerti tu de-type m u l tipl iée par u n facteur d'él arg issem en t k = 2, donn an t u n ni veau de fi ance approximati vem ent égal 95 % L'incerti tu de de mesure provien t de hu it sou rces di fféren tes, m ais des composan tes su pplémen taires peu vent être exig ées dans des dispositions ou des fi g urations de microph one spéci fiques La composan te due la répétabilité est iden ti fiée com me une incerti tu de de type B selon u n g rand nom bre de m esu res sem blables, les au tres com posantes son t égalem ent identifiées comme i ncerti tudes de type B L'h ypothèse reten ue est qu e l'efficaci té du m icrophone dépen d l inéai rem en t de chaqu e com posan te et qu e l'étalonn ag e du microph one de référence se réfère au x condi ti ons de m esu re réelles – 42 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 Tableau D.1 – Exemple de budget d'incertitude Composante Incerti tudetype dB Effi caci té d u m i croph on e d e référen ce 0, 025 L'i n certi tu de associ ée l 'étal on n ag e du mi croph on e étal on de l aboratoi re u ti l i sé com m e référen ce est don n ée ég al e ± 0, 05 d B d an s l e certi fi cat d 'étal on n ag e, avec u n facteu r d 'él arg i ssem en t d e k = Cel a éq u i vau t u n e i n certi tu d e-type d e 0, 05/2 d B = 0, 025 dB Capaci té d u m i croph on e 0, 006 Pu i sq u e l a tech n i q u e d e l a ten si on i n sérée n 'est pas u ti l i sée et q u e l es préam pl i fi cateu rs u ti l i sés d an s l e systèm e d e m esu re on t u n e capaci té d 'en trée d i fféren te d e zéro, l a m esu re est fon cti on d e l a capaci té d u m i croph on e Dan s u n étal on n ag e par com parai son , cet effet est an n u l é si l e m i croph on e en essai et l e m i croph on e d e référen ce on t l a m êm e capaci té n om i n al e Cepen d an t, q u an d ce n 'est pas l e cas, u n e i n certi tu d e est pri se en si dérati on En n ssan t l 'i m péd an ce d 'en trée d es préam pl i fi cateu rs et l es don n ées du fabri can t su r l a capaci té d es m i croph on es, i l peu t être cal cu l é qu e, pou r ce cas parti cu l i er, l a d em i -éten d u e d e cette com posan te est d e 0, 01 d B avec u n e di stri bu ti on rectan g u l re Cel a éq u i vau t u n e i n certi tu d etype d e 0, 01 / √ d B = 0, 006 dB N on -l i n éari té 0, 01 La répon se d e l 'an al yseu r d es si g n au x d'am pl i tu d es d i fféren tes pou rrai t être fau sse d an s u n e fai bl e m esu re Des essai s d e l 'an al yseu r son t effectu és avec d eu x attén u ateu rs étal on n és d i fféren ts qu i son t rég l és séparém en t pou r si m u l er l es d i fféren ces de n i veau x atten du es dan s u n étal on n ag e réel U n étal on n ag e d es m i croph on es peu t u n i q u em en t être effectu é si l a d i fféren ce en tre l e résu l tat d e ces essai s et l es val eu rs n u es d es attén u ateu rs reste d an s l es l i m i tes d e 0, 03 dB La d em i -éten d u e d e cette com posan te est al ors d e 0, 03 d B avec u n e di stri bu ti on rectan g u l re Cel a éq u i vau t u n e i n certi tud e-type d e 0, 03/ √ d B = 0, 01 d B I m péd an ce acou sti q u e d u m i croph on e 0, 003 L'i m péd an ce acou sti q u e d u m i croph on e se pl ace en séri e avec cel l e d e l 'ai r com pri s d an s l 'espace exi stan t en tre l es d eu x m i croph on es Des m i croph on es présen tan t d es i m pédan ces acou sti q u es d i fféren tes voi en t d on c d es pressi on s l ég èrem en t d i fféren tes q u an d i l s son t exposés si m u l tan ém en t au m êm e ch am p acou sti q u e (voi r et [2] ) L'am pl i tu d e d e l 'effet l ors d 'u n e com parai son en tre d es m i croph on es h au te effi caci té et fai bl e effi caci té d e type WS2P sti tu e u n cas l e pl u s d éfavorabl e et est si d érée d an s cet exem pl e com m e l 'i n certi tu d e À kH z, l a d em i -éten du e de cette com posan te est d e 0, 005 d B avec une distribution rectangulaire Cela équivaut une incertitude-type de 0, 005/√3 dB = 0, 003 d B Si l es m i croph on es présen ten t d es i m péd an ces acou sti q u es fortem en t di fféren tes (par exem pl e, u n m i croph on e WS2F [ Working Standard, ½", free-field – Étal on d e travai l , ½", ch am p l i bre] com paré u n m i croph on e LS2P [ Laboratory Standard, ½", pressure – Étal on d e l aboratoi re, ½", pressi on ] d es fréq u en ces su péri eu res kH z) , l 'i n certi tu d e de m esu re peu t être l arg em en t su péri eu re et i l vi en t d e l 'établ i r d e faỗon expộri m en tal e Ten si on de pol ari sati on 0, 005 La ten si on d e pol ari sati on affecte l 'effi caci té, l a foi s d u m i croph on e d e référen ce et d u m i croph on e en essai Si l a m êm e ten si on d e pol ari sati on est appl i qu ée su r l es deu x m i croph on es, l 'effet est n ég l i g eabl e Cepen dan t, si l 'u n des m i croph on es est prépol ari sé, ce n 'est pas l e cas et l 'erreu r persi ste La ten si on de pol ari sati on est rég l ée (200, ± 0, 2) V du i san t u n e d em i -éten d u e pou r cette com posan te d e 20 l g (200, 2/200) dB avec u n e di stri bu ti on rectan g u l re Cel a éq u i vau t u n e i n certi tude-type d e 0, 005 d B Répétabi l i té 0, 025 Obten u e parti r d e l 'i n certi tu de-type d es résu l tats d 'u n g ran d n om bre d e m esu res si m i l res Déri ve d e l 'effi caci té d u m i croph on e d e référen ce d epu i s l e dern i er étal on n ag e 0, 01 L'effi caci té d u m i croph on e d e référen ce peu t avoi r ch an g é depu i s son étal on n ag e Deu x m i croph on es de référen ce étal on n és son t com parés pou r véri fi cati on avan t l 'étal on n ag e d es m i croph on es en essai I l vi en t q u e l 'étal on n ag e de com parai son et l 'étal on n ag e d e référen ce d u m i croph on e d e référen ce n e d i ffèren t pas d e pl u s d e 0, 03 d B Cepen dan t, l a val eu r u ti l i sée pen d an t u n étal on n ag e d oi t être réd u i te par l 'i n certi tu d e associ ée l a m esu re d e com parai son L'i n certi tu de-type d e cette com posan te est de 0, 03/ √3 d B = 0, 01 d B Arron di ssem en t d es résu l tats i n d i q u és Le résu l tat est i n d i q u é avec u n e résol u ti on d e 0, 01 d B, don n an t u n e d em i -éten d u e de 0, 005 d B avec u n e di stri bu ti on rectan g u l re Cel a éq u i vau t u n e i n certi tu d e-type d e 0, 005/√3 dB = 0, 003 d B 0, 003 I EC 61 094-5:201 © I EC 201 – 43 – Composantes supplémentaires pour des cas spécifiques Incertitude-type dB Correcti on s cern an t l a di fféren ce d e di am ètre d e m em bran e l ors d e l 'étal on n ag e d 'u n m i croph on e d e type WS3 par rapport u n m i croph on e d e référen ce d e type LS2 Dépen d an t d e l a fréq u en ce L'i n certi tu de él arg i e d i rectem en t associ ée l a correcti on cal cu l ée est esti m ée % d e l a val eu r de l a correcti on (en d éci bel s) (voi r Tabl eau A ) La di fféren ce n on pri se en si d érati on en tre l 'étal on n ag e d e com parai son corri g é d 'u n m i croph on e WS2 par rapport u n m i croph on e d e référen ce LS1 et u n étal on n ag e par réci proci té en pressi on d u m êm e m i croph on e WS2 effectu é pou r val i d er l a m éth od e L'i n certi tu de associ ée au x vari ati on s d es di am ètres d e l a m em bran e et du m i croph on e d es m od èl es d e m i croph on es WS3 I n certi tu d es associ ées au x étal on n ag es d u systèm e 0, 002 Si d es m i croph on es son t étal on n és com m e u n systèm e (c'est-à-d i re j oi n tem en t avec u n préam pl i fi cateu r) , l 'effet d û tou t écart d e 200 V d e l a ten si on d e pol ari sati on fou rn i e par l 'u n i té d 'al i m en tati on n 'est pas an n u l é pen d an t l a m esu re Dépen d an t d e l a fréq u en ce I l vi en t d e si d érer n ou veau l a com posan te associ ée l a capaci té d u m i croph on e com m e représen tan t l a capaci té présen tée par l e systèm e d e m i croph on e ch acu n d es préam pl i fi cateu rs d u systèm e d e m esu re D.3 < 0, 02 au -d essu s d e 200 H z Incertitude composée et incertitude élargie L'incerti tu de-type composée est obtenu e par l a som me quadratiqu e des composan tes d'incerti tu de, ce qui donne u ne val eu r de 0, 040 dB (u n calcu l rig ou reu x nécessi terait l a version de ch acu ne des composantes de la forme l og arithm iqu e la form e li néaire avan t d'effectuer la combinaison ; dans la m esure où les valeurs son t très faibles, cela condui rait au mêm e résu ltat) L'i ncertitu de élarg ie, avec u n facteu r d'él arg issemen t ég al 2, est alors ég ale 0, 08 dB – 44 – I EC 61 094-5:201 © I EC 201 Bibliographie [1 ] BARH AM R , BARRERA-FI GU EROA S and AVI SON J E M , Secondary pressu re calibration of m easu remen t m icrophones M etrolog ia 51 201 [2] J ARVI S D R , M ethods for determ inin g the pressu re sensitivi ty of working standard m icroph ones – a report on Eu romet project A31 N PL report CI RA(EXT) 01 0, 996 [3] FEDTKE T , I nvestigation of secon dary pressu re cali bration methods for the phase response of m easu remen t microphones Acustica 82, Suppl , S 74, 996 [4] J ARVI S D R and WATKI N S S A , Methods for determ in ing th e pressu re sensitivity of I EC type WS3 measu rem en t microph ones N PL report CI RA(EXT) 022, 997 [5] WON G G S K , LI XU E W , I nterch ang e m icroph one method for cal ibrati on by comparison I n ternoise 98 [6] WON G G S K , EM BLETON T F W , Three-port two-m icrophone cavi ty for acoustical cal ibrati ons J Acoust Soc Am 71 , p 276-1 277, 982 [7] WON G G S K , Precision method for phase match of m icrophones J Acou st Soc Am 90, p 253-1 255, 991 [8] [9] I EC 61 094-2:2009, Electroacoustique – Microphones de mesure – Partie 2: Méthode primaire pour l'étalonnage en pression des microphones étalons de laboratoire par la méthode de réciprocité Gui de I SO/I EC 98-3, Incertitude de mesure – Partie 3: Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure (GUM: 1995) _ I N TE RN ATI O N AL E LE C TR OTE C H N I C AL CO M M I S SI O N , ru e d e Vare m bé PO Box 31 CH -1 21 G e n e va S wi tze rl an d Te l : + 41 Fax: + 22 9 1 22 9 0 i n fo @ i e c ch www i e c ch