Mikrofony to przetworniki elektoakustyczne przetwarzające sygnał akustyczny na sygnał napięciowy. Ich kalibracja odgrywa istotną rolę podczas pomiarów. Jest to proces polegający m.in. na sprawdzeniu, czy czułość mikrofonu mieści się w dopuszczalnym zakresie częstotliwości. Tylko odpowiednio skalibrowane urządzenia pomiarowe zapewnią Ci precyzyjny i wiarygodny pomiar.
Na czym dokładnie polega kalibracja mikrofonu pomiarowego?
Dane uzyskane podczas pomiaru akustycznego wykonanego bez odpowiednio skalibrowanych mikrofonów, mogą nie być poprawne, dlatego zawsze zaleca się kalibrację mikrofonów pomiarowych jeszcze przed rozpoczęciem mierzenia. Dzięki niej można określić czułość mikrofonu oraz upewnić się, czy nie wykracza ona poza dopuszczalną tolerancję. Najczęściej stosowaną podczas kalibracji takich mikrofonów metodą jest użycie kalibratora akustycznego. Jest to niewielkie urządzenie, do którego montujemy mikrofon referencyjny i mikrofon, który będzie poddany procesowi kalibracji. Zazwyczaj jest to sygnał o częstotliwości 1kHz i poziomie 94 dB (stosowany dla typowych pomiarów) albo 114 dB (stosowany dla pomiarów wykonywanych przy dużym zaszumieniu). Kalibrator ten umożliwia określenie poziomu napięcia na wyjściu, które powstaje przy określonym poziomie fali akustycznej na membranie.
Kalibrator akustyczny wytwarza referencyjny sygnał, dzięki któremu można odczytać, a następnie zapisać czułość danego mikrofonu w systemie pomiarowym. Umożliwia on również porównanie czułości kalibrowanego mikrofonu z mikrofonem referencyjnym. Wykorzystanie tej metody ma wiele zalet. Jedną z nich jest wysoka precyzja pomiarowa. Dzięki niej podczas pomiarów możliwe jest zarejestrowanie wszelkich odchyleń spowodowanych warunkami atmosferycznymi, w których pracuje mikrofon. Kolejną korzyścią wynikającą z zastosowania kalibratora akustycznego jest możliwość sprawdzania, czy mikrofon nie uległ uszkodzeniom. Dzięki temu możliwa jest ciągła kontrola stanu technicznego całego systemu pomiarowego.
Na czym polega kalibracja mikrofonów pomiarowych krok po kroku?
Każdy mikrofon wzorcowy używany podczas pomiarów musi zostać skalibrowany przed rozpoczęciem właściwych pomiarów. Aby skalibrować mikrofon, należy:
1. Zamontować mikrofon do kalibratora.
2. Wygenerować sygnał akustyczny 94 dB lub 114dB z kalibratora.
3. Zmierzyć napięcie na wyjściu mikrofonu referencyjnego oraz mikrofonu, który ma być skalibrowany.
4. Otrzymana wartość to czułość mikrofonu pomiarowego.
Podczas kalibracji można też zastosować metodę porównawczą, która polega na porównywaniu czułości dwóch mikrofonów przy takim samym poziomie sygnału.