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FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay 04-2014 Seite 1 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Mit dem.

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1 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 1 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Mit dem Oktavanalysator lassen sich Geräuschpegel für Frequenzbereiche angeben – diese Bereiche sind logarithmisch skaliert und entsprechen somit dem Hörverständnis des Menschen. 1.Vor Beginn des Programmstarts sollte sichergestellt werden, dass die nebenstehenden Dateien in einem Verzeichnis vorhanden sind. 2.Als nächster Schritt muss ein Verzeichnis Daten unter C: für die Datenausgabe angelegt werden. 3.Bevor DASYLab gestartet wird, sollte das Messmikrofon mit Rogakarte an dem Rechner angeschlossen sein, zum Probieren funktioniert selbst ein internes Laptopmikro. Vorbereitung

2 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 2 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Beim ersten Verwenden des Programms auf einem Rechner, muss die Datei A_lin_kameier.dpf an der richtigen Stelle im Schaltbild eingelesen werden: Schaltbild in DASYLab 1.Nach dem Öffnen des Programms verlässt man mit Esc den Vollbildmodus. 2.Mit Klick auf Fenster und Schaltbild gelangt man zum Schaltbild. 3.Nun muss mit Doppelklick die BB_Spec- Blackbox geöffnet werden. 4.Im Modul A-Bewertung muss nun über den Button Laden die Datei A_lin_kameier aus dem Verzeichnis eingelesen werden. Auf jedem Rechner muss dieser Vorgang einmal durchgeführt werden.

3 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 3 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Kalibrierung des Mikrofons 1.Durch Klicken auf Fenster und Layout 1 gelangt man wieder zur Startansicht. 2.Bevor kalibriert werden kann, muss die Messung gestartet werden, die Parameter können eingetragen und das Programm gestartet werden. 3.Strg+F öffnet den Vollbildmodus. 4.Für die mindestens einmal tägliche Kalibrierung muss das Mikrofon in den Schallpegelkalibrator gehalten werden (94dB) und mit klicken auf Start Kalibrierung wird das Mikrofon kalibriert. 5.Ist die Kalibrierung durchgeführt, erscheint der Kalibrierfaktor. Zusätzlich können Abtastrate, Blockgröße und die Mittelungszahl abgelesen werden. Übersteuerung des Signals prüfen. In der Messung darf kein Clipping zu sehen sein. Ggf. die Rogakarte auf -20 dB einstellen oder/und den Pegel unter Windows Audio- eigenschaften senken. Erneut kalibrieren

4 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 4 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Messung Alle Vorbereitungen sind getroffen und es kann gemessen werden. 1.Zum Layout für die Messung gelangt man über den Pfeil Messung. 2.Das Mikrofon wird nun an die zu messende Quelle gehalten und die Messung kann gestartet werden. 3.Nach der eingegebenen Anzahl an Mittelun- gen stoppt die Messung. Das Diagramm zeigt den Schalldruckpegel über die Frequenz an. 4.Mit den Pfeilen und kann zwischen der linearen und der logarithmischen Darstellung gewechselt werden. 5.In das Verzeichnis Daten werden von jeder Messung ein Diagramm als Bild, eine ASC- Datei zum Einlesen in Excel und die Zeitrohdaten als DDF-Datei gespeichert. Zeitrohdaten zum Einlesen und für weitere Bearbeitungen in DASYLab Diagramm wie oben abgebildet als Bilddatei Oktavwerte und Gesamtpegel als ASC-Datei zum Einlesen und weiterem Verarbeiten in Excel

5 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 5 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Erkenntnisgewinn: Schalldruck- und Schallleistungspegel Für die Berechnung der einzelnen Oktaven ist es nötig den Unterschied von Schalldruck- und Schallleistungspegel zu verinnerlichen. Der Schallleistungspegel (L W ) gibt die Stärke der Schallquelle wieder. Der Schalldruckpegel (L p ) ist hingegen der Wert, welcher mittels Mikrofon gemessen wird. Er hängt vom Abstand (r) von Quelle bis zum Empfänger ab, wobei die Hüllfläche (S) ausschlaggebend ist. Der Schallleistungspegel kann somit über den Schalldruckpegel und die Hüllfläche berechnet werden. Schallquelle Mikrofon Unterschiedliche Hüllflächen: LPLP LPLP

6 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 6 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Hintergrund: Berechnung des Gesamtschalldruckpegels Im Folgenden wird die Berechnung des Gesamtschalldruckpegels aus den Pegeln der einzelnen Oktaven erklärt. Bei der Berechnung können nicht einfach die Schalldrücke der einzelnen Oktaven addiert werden. Vielmehr muss die Leistung addiert werden – man spricht auch von einer energetischen Verrechnung über die abgestrahlte Fläche S. Die Pegel müssen de logarithmiert und anschließend quadratisch addiert werden. Schalldruck der einzelnen Oktaven Hörschwelle = 2*10 -5 Pa

7 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 7 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Beispiel: Gesamtpegelberechnung In der eingefügten Excel Tabelle wird aus den eingelesenen ASC- Daten einer Messung noch einmal der Gesamtpegel manuell berechnet, um die Berechnung in DASYLab nachzuvollziehen. Die Formeln zur Berechnung der Zellen sind jeweils in der Zelle darunter Abgebildet Zur Berechnung ist ein Zwischenergebnis nötig Der Gesamt- schalldruckpegel ergibt sich aus Doppelklick zum Öffnen

8 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 8 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Beispiel: A-Bewertung Herausrechnen Die in dem Oktavanalysator berechneten Pegel unterliegen der A-Bewertung für menschliches Gehör. Hier wird erklärt, wie man vom A-Bewerteten auf den normalen Schalldruckpegel kommt. Für jede Oktave gibt es einen Literaturwert, um die A- Bewertung durchzuführen Zur Berechnung des Schalldruckpegels muss die A-Bewertung ( A ) vom bewerteten Pegel subtrahiert werden Der Gesamt- schalldruckpegel ergibt sich aus den neuen Zwischen- ergebnissen Doppelklick zum Öffnen

9 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 9 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Beispiel: Berechnung der Oktavbänder Die in DASYLab berechneten Oktaven werden durch Ihre Mitten- frequenz (31,5Hz, 63Hz, 125Hz,…) beschrieben. Zur Berechnung ist es jedoch nötig, die obere und untere Grenzfrequenz zu kennen: 1. Die Frequenzauflösung muss bestimmt werden: Doppelklick zum Öffnen 2. Die obere und untere Eckfrequenz der Oktave lässt sich aus der Mittenfrequenz berechnen: 3. Nachdem die Eckfrequenzen ermittelt sind, werden diese in DASYLab Linien zugeordnet, welche als Zählindex verwendet werden. Mit Division durch Δf und ganzzahligem Runden erhält man die Nummer der Linie, welche der zugehörigen Frequenz am nächsten ist. Innerhalb dieser Linien werden nun die Pegel der Oktaven in DasyLab aufsummiert. 3. Nachdem die Eckfrequenzen ermittelt sind, werden diese in DASYLab Linien zugeordnet, welche als Zählindex verwendet werden. Mit Division durch Δf und ganzzahligem Runden erhält man die Nummer der Linie, welche der zugehörigen Frequenz am nächsten ist. Innerhalb dieser Linien werden nun die Pegel der Oktaven in DasyLab aufsummiert.

10 FH D Fachhochschule Düsseldorf University of Applied Sciences Czeckay Seite 10 Anleitung zum Umgang mit dem Oktavanalysator unter DASYLab Standardmessung : Geräusche müssen derart lange gemessen werden, dass eine zweite Messung zum selben Ergebnis führt. Die Dauer der Messung hängt von der Frequenzauflösung ab, eine Anzahl von 30 Mittelungen dauert bei einem f von 2,7 Hz gut 10 Sekunden – kürzer sollte man akustische Daten nie messen. Die eingestellte Abtastrate von 44100Hz deckt den Hörbereich bis zur 8kHz Oktave ab. Alles verstanden? Berechnen Sie die obere Grenzfrequenz für die 16 kHz Oktave in der zugehörigen Excel-Datei - welcher Wert wird überschritten? Arbeiten mit dem Oktavanalysator 30


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