Eingangsadmittanz von Streichinstrumenten

Präsentation zum Thema: "Eingangsadmittanz von Streichinstrumenten"—  Präsentation transkript:

1 Eingangsadmittanz von Streichinstrumenten
Friedrich Haberl ÖPG 98

2 Welches Meßsystem? Bestimmung des Klangspektrums eines vom Künstler während eines Konzertes im Konzertsaal gespielten Instrumentes Bestimmung des Klangspektrums eines vom Künstler gespielten Instrumentes im schalltoten Raum Elektromechanische Anregung und Messung der Übertragungsfunktion eines Instrumentes im schalltoten Raum Elektromechanische Anregung und Messung der Eingangsadmittanz eines Instrumentes ohne schalltoten Raum Entwurf legt Konstruktionsmerkmale fest Entwurf sollte auch Fertigungsmöglichkeiten berücksichtigen Entwurf geht von Anforderungen und gewünschten Eigenschaften aus Komplexe Systeme lassen sich oft nur iterativ entwerfen (manuelle Optimierung!) Iterationen können durch Computer-Optimierung eingespart werden Voraussetzung: Mathematisches Modell liefert Eigenschaften als Funktion der Konstruktionsmerkmale (Geometrie) Wenn Geometrie ungenau oder nicht bekannt, Eigenschaften aber meßbar sind, dann kann Originalgeometrie u.U. durch Optimieren rekonstruiert werden. Gemessene und berechnete Eigenschaften werden dabei zur Deckung gebracht, die exakte Geometrie erhält man als Ergebnis Dieses Prinzip kann zur Fehlerdiagnose verwendet werden Beim Neuentwurf lassen sich nicht nur gewünschte Eigenschaften vorgeben sondern z.B. auch Ziele für Materialverbrauch, Fertigungskosten, optische Gestaltungsmerkmale o.ä. Ist das System überbestimmt, dann kann Optimierung den bestmöglichen Kompromiß finden ÖPG 98 Admittanzmessung

3 Eingangsadmittanz Messung
Computeroptimierung setzt voraus, daß Eigenschaften „gut“ und „schlecht“ sehr exakt quantifizierbar sind. Hier passieren die meisten Fehler Der zweite häufige Fehler: Optimierung erhält zu wenige oder zu viele Freiheitsgrade zum Probieren. Extrembeispiel 1: Ausgangspunkt ist Trompete mit schweren Intonationsproblemen, gewünscht wird kompromißlose Idealtrompete, Optimierer darf nur geringfügige Änderungen an einer vom Anwender festgelegten Stelle im Mensurverlauf vornehmen. Extrembeispiel 2: Wesentliche Eigenschaften wurden in der Zielfunktion vergessen, nur für einen einzigen Ton gibt es Spezifikationen. Dafür wurden alle Koordinaten des Mensurverlaufs, die Rohrlänge und alle Umgebungsparameter für die Optimierung uneingeschränkt freigegeben. transportabel einfacher Aufbau unempfindlich billig ÖPG 98 Admittanzmessung

4 Elektromechanischer Wandler
frequenzunabhängige Kraftübertragung keine Veränderung der Instrumenteigenschaften reproduzierbar beschädigungslos keine Störung des abgestrahlten Schalles sinnvolle Messungen ÖPG 98 Admittanzmessung

5 Geberaufbau ÖPG 98 Admittanzmessung
Streng genommen ist Synthese das Erzeugen eines ganzen Systems aus seinen (erwünschten) Eigenschaften. Um das resultierende System eindeutig festlegen zu können, müssen nur seine Systemvariablen mit Werten belegt werden - vorausgesetzt die Struktur des Systems ist bekannt. Der Mensurverlauf (die geometrischen Abmessungen) legen neben einigen anderen Parametern (Material, Bearbeitung, Temperatur...) das Instrument fest. Trompetensynthese: Eigenschaften werden vorgegeben, ein Instrument entsprechend der Vorgabe, charakterisiert hauptsächlich durch seinen Mensurverlauf soll gefunden werden. Das ist nur durch Optimierung möglich, die Berechnung von Intonation, Ansprache usw. aus Mensurverlauf ist kaum umkehrbar. ÖPG 98 Admittanzmessung

6 Optische Meßwertaufnehmer
hohe Empfindlichkeit geringe Ansprechzeit gute geometrische Anpaßfähigkeit einfacher mechanischer Aufbau ÖPG 98 Admittanzmessung

7 Meßprinzip ÖPG 98 Admittanzmessung

8 Auswertung Messung mit Sweep Messung mit Multiton
Messung mit Pseudo-Zufalls-Rauschen (PZR) ÖPG 98 Admittanzmessung

9 Meßergebnisse Auslenkung Frequenz ÖPG 98 Admittanzmessung

10 Meßergebnise Eingangsadmittanz Frequenz ÖPG 98 Admittanzmessung

11 Übertragungsfunktion
ÖPG 98 Admittanzmessung

12 Projektziel einfaches raumunabhängiges kostengünstiges
von Laien bedienbares Meßsystem ÖPG 98 Admittanzmessung

13 Meßanordnung Geber ÖPG 98 Admittanzmessung

14 Meßanordnung Positioniereinheit
ÖPG 98 Admittanzmessung

15 Gesamte Meßanordnung ÖPG 98 Admittanzmessung

16 Elektronik ÖPG 98 Admittanzmessung

17 Literaturliste R. Ulrich TU-Hamburg-Harburg Faseroptische Sensoren
Manuskript eines Vortrags an der TA-Esslingen 1986 R. S. Medlock Review of modulating techniques for fibre optic sensors Measurement & Control /Vol19/Feb 1986/Page 4 H. Dünnwald, J. Meyer, E. Terhard, K. Wogram, W. Krüger, u. A. Qualitätsaspekte bei Musikinstrumenten Moeck Verlag Celle R. Barnert Bericht über die Entwicklung eines neuen Meßverfahrens für die Klangeigenschaften von Streichinstrumenten August 1996 A. Askenfelt Eigenmodes and tone quality of double bass Catgut Society Newsletters No.38, Nov 1982 ÖPG 98 Admittanzmessung