Einleitung
Ein Schallpegelmesser ist ein Messgerät zur Bestimmung des Schalldruckpegels. Je nach interner Signalverarbeitung und Anzeigeprinzip lassen sich klassische analoge Geräte und moderne digitale Schallpegelmesser unterscheiden.
Beide Gerätetypen geben das Messergebnis letztlich in Dezibel (dB) an. Deutliche Unterschiede bestehen jedoch bei Signalverarbeitung, Anzeige, Funktionsumfang, Datenspeicherung und Bedienung.
Die meisten heute eingesetzten tragbaren Schallpegelmesser arbeiten digital. Analoge Geräte sind dennoch aus technischer und historischer Sicht weiterhin relevant. Ein wichtiger Punkt dabei ist: Ein digitaler Schallpegelmesser ist nicht automatisch genauer als ein analoges Gerät. Die tatsächliche Messleistung hängt vom gesamten Gerätedesign, dem Kalibrierzustand und den jeweiligen technischen Anforderungen ab.
Das Wichtigste im Überblick
● Digitale Schallpegelmesser verarbeiten und zeigen Messergebnisse überwiegend digital an, während analoge Geräte hauptsächlich mit Analogschaltungen und mechanischen Zeigern arbeiten.
● Beide Gerätetypen erfassen Schalldruckschwankungen und wandeln diese in einen Pegelwert in Dezibel um.
● Digitale Geräte lassen sich einfacher mit A-/C-/Z-Frequenzbewertung, FAST-/SLOW-Zeitbewertung, MAX-, MIN-, Hold- und Datenlogger-Funktionen ausstatten.
● Eine analoge Zeigeranzeige macht kontinuierliche Pegeländerungen sehr anschaulich, genaue Zahlenwerte sind jedoch meist weniger komfortabel abzulesen.
● „Digital“ bedeutet nicht automatisch „genauer“. Entscheidend sind unter anderem Mikrofon, Vorverstärker, Filter, A/D-Wandlung, Signalverarbeitung, Kalibrierung und Gesamtkonstruktion.
● Für Umweltlärm, Maschinenmessungen und allgemeine Vor-Ort-Messungen sind moderne digitale Schallpegelmesser in der Regel praktischer.
Grundlegende Unterschiede zwischen digitalen und analogen Schallpegelmessern
Der offensichtlichste Unterschied liegt darin, wie das erfasste akustische Signal verarbeitet und anschließend angezeigt wird.
Ein analoger Schallpegelmesser verarbeitet das vom Mikrofon erzeugte elektrische Signal überwiegend mit Analogschaltungen. Verstärkung, Frequenzbewertung und zeitliche Bewertung erfolgen über entsprechende elektronische Netzwerke. Das Ergebnis wird anschließend über einen mechanischen Zeiger auf einer Skala angezeigt.
Auch ein digitaler Schallpegelmesser beginnt mit einem Mikrofon, das Schalldruckschwankungen in ein elektrisches Signal umwandelt. Nach der analogen Eingangsstufe wird das Signal üblicherweise durch einen Analog-Digital-Wandler (ADC) digitalisiert und anschließend von einem Mikroprozessor ausgewertet.
Auch bei einem digitalen Gerät entsteht somit zunächst ein analoges Mikrofonsignal. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die nachfolgende Berechnung und Verarbeitung weitgehend digital erfolgt.
Wie unterscheiden sich die Anzeigen?
Typisch für einen analogen Schallpegelmesser ist eine Zeigeranzeige mit Skala. Ändert sich der Schallpegel, bewegt sich der Zeiger entsprechend.
Dadurch lassen sich Pegeltrends sehr intuitiv erkennen. Ein kontinuierliches Ansteigen oder Abfallen des Schallpegels ist anhand der Zeigerbewegung unmittelbar sichtbar.
Bei der exakten Ablesung bestehen jedoch Nachteile. Der Benutzer muss die Position des Zeigers auf der Skala interpretieren, schnell wechselnde Pegel sind schwieriger abzulesen, und Ablesewinkel sowie Skalenteilung können die Beurteilung beeinflussen.
Digitale Schallpegelmesser zeigen den Messwert dagegen direkt auf einem LCD oder einer anderen numerischen Anzeige an, beispielsweise:
● 65,3 dBA
● 82,7 dBA
● 104,2 dBC
Dadurch lassen sich Messwerte insbesondere bei routinemäßigen Vor-Ort-Messungen einfacher ablesen und dokumentieren.
Wie unterscheidet sich die Signalverarbeitung?
Analoge Schallpegelmesser verwenden im Wesentlichen Widerstände, Kondensatoren, Operationsverstärker, Filter und weitere Analogschaltungen zur Verstärkung und Bewertung des Signals.
Digitale Schallpegelmesser arbeiten üblicherweise mit einer Kombination aus analoger Eingangsstufe und digitaler Signalverarbeitung.
Ein typischer Signalweg kann vereinfacht wie folgt dargestellt werden:
● Schall trifft auf das Mikrofon;
● Das Mikrofon wandelt Schalldruckschwankungen in ein elektrisches Signal um;
● Ein Vorverstärker verstärkt das Signal;
● Das Signal wird gefiltert und aufbereitet;
● Ein Analog-Digital-Wandler wandelt es in digitale Daten um;
● Ein Mikroprozessor berechnet den Schallpegel;
● Das Ergebnis wird auf dem Display angezeigt.
Die digitale Verarbeitung erleichtert die Umsetzung komplexerer Messalgorithmen sowie Datenspeicherung, Kommunikation und spätere Auswertung.
Gibt es Unterschiede bei der Messgenauigkeit?
Die Aussage, dass ein digitaler Schallpegelmesser grundsätzlich genauer sei als ein analoger, ist nicht korrekt.
Die Messleistung wird durch zahlreiche Faktoren beeinflusst:
● Empfindlichkeit und Frequenzgang des Mikrofons;
● Qualität des Vorverstärkers;
● Frequenzbewertungsnetzwerk;
● Zeitbewertung;
● Leistungsfähigkeit des Analog-Digital-Wandlers;
● interne Berechnungsalgorithmen;
● Eigenrauschen der Elektronik;
● Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit;
● Kalibrierzustand des Geräts.
Ein hochwertig konstruierter und korrekt kalibrierter analoger Schallpegelmesser kann eine sehr gute Messleistung bieten. Umgekehrt ist ein preisgünstiges digitales Gerät nicht allein aufgrund seiner Digitalanzeige besonders genau.
Bei der Geräteauswahl sollten deshalb technische Spezifikationen, Genauigkeitsklasse, Messbereich und Kalibriermöglichkeiten im Vordergrund stehen.
Welche Unterschiede gibt es bei der Frequenzbewertung?
Das menschliche Gehör reagiert nicht auf alle Frequenzen gleich empfindlich. Deshalb werden bei Schallpegelmessungen Frequenzbewertungen eingesetzt.
Bei modernen digitalen Geräten sind insbesondere folgende Bewertungen üblich:
● A-Bewertung (dBA): bildet die frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs näherungsweise ab und wird häufig bei Umwelt- und Arbeitsplatzlärmmessungen eingesetzt;
● C-Bewertung (dBC): dämpft tiefe Frequenzen deutlich weniger und eignet sich unter anderem für hohe Pegel oder Geräusche mit ausgeprägten tieffrequenten Anteilen;
● Z-Bewertung (dBZ): weist innerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs einen annähernd linearen Frequenzgang auf.
Auch analoge Schallpegelmesser können A- oder C-Bewertungen über analoge Filternetzwerke realisieren. Die Frequenzbewertung ist daher keine ausschließlich digitale Funktion.
Digitale Signalverarbeitung erleichtert jedoch die Integration mehrerer Bewertungsarten und den Wechsel zwischen ihnen.
Was bedeuten FAST und SLOW?
Schallpegel sind häufig zeitlich veränderlich. Deshalb verwenden Schallpegelmesser definierte Zeitbewertungen.
Typische Einstellungen sind:
● FAST: schnellere Reaktion auf Pegeländerungen und geeignet zur Beobachtung stärker schwankender Geräusche;
● SLOW: stärker geglättete Anzeige und dadurch geringere kurzfristige Schwankungen des angezeigten Messwerts.
Analoge Geräte können FAST und SLOW mit entsprechenden Analogschaltungen umsetzen.
Bei digitalen Schallpegelmessern werden diese Funktionen in der Regel digital umgesetzt oder unterstützt, wodurch sich Betriebsarten komfortabel umschalten und darstellen lassen.
FAST und SLOW sind nicht lediglich unterschiedliche Aktualisierungsraten des Displays, sondern definierte zeitliche Bewertungscharakteristiken.
Warum bieten digitale Schallpegelmesser meist mehr Funktionen?
Ein wesentlicher Vorteil digitaler Verarbeitung besteht darin, dass erfasste Messdaten relativ einfach weiterberechnet, gespeichert und verwaltet werden können.
Moderne digitale Schallpegelmesser verfügen daher häufig über:
● MAX-Funktion;
● MIN-Funktion;
● Data Hold;
● FAST-/SLOW-Zeitbewertung;
● A-/C-Frequenzbewertung;
● automatische oder manuelle Bereichswahl;
● Bereichsüberschreitungsanzeige;
● Displaybeleuchtung;
● Messwertspeicher;
● USB- oder drahtlose Kommunikation;
● Verbindung mit Computern oder mobilen Geräten.
Fortschrittlichere Geräte können darüber hinaus Größen wie den äquivalenten Dauerschallpegel Leq, Spitzenpegel und weitere akustische Parameter bestimmen.
Klassische analoge Geräte konzentrieren sich meist auf die unmittelbare Anzeige des aktuellen Schallpegels und besitzen deshalb in der Regel einen geringeren Funktionsumfang.
Welche Vorteile haben analoge Schallpegelmesser weiterhin?
Trotz der heutigen Dominanz digitaler Geräte besitzt eine analoge Zeigeranzeige bestimmte Vorteile.
Bei kontinuierlich wechselndem Schallpegel vermittelt die Bewegung des Zeigers unmittelbar, ob der Pegel steigt, fällt oder schwankt.
Für Anwender, die mit klassischen Messinstrumenten vertraut sind, kann diese Art der visuellen Rückmeldung besonders intuitiv sein.
Einige traditionelle analoge Geräte besitzen zudem eine vergleichsweise einfache Bedienstruktur und ermöglichen grundlegende Messungen ohne komplexe Benutzeroberfläche.
Sobald jedoch konkrete Messwerte dokumentiert, Daten gespeichert oder zahlreiche Messpunkte bearbeitet werden sollen, sind digitale Geräte meist deutlich komfortabler.
Für welche Anwendungen eignen sich digitale Schallpegelmesser?
Moderne digitale Schallpegelmesser eignen sich für die meisten üblichen Geräuschmessungen, beispielsweise:
● Geräuschmessungen in Fabriken und Produktionsbereichen;
● Messungen an Motoren, Lüftern, Pumpen und Maschinen;
● Umweltlärmmessungen in Büros, Schulen und öffentlichen Bereichen;
● Lärmkontrollen auf Baustellen;
● Geräuschmessungen an HVAC- und Lüftungssystemen;
● Vergleichsmessungen an Haushalts- und elektromechanischen Geräten;
● allgemeine Umgebungsgeräuschmessungen.
Wenn mehrere Messpunkte dokumentiert, Maximalwerte gespeichert oder Messdaten später ausgewertet werden müssen, bieten digitale Geräte deutliche praktische Vorteile.
Wie sollte man zwischen einem digitalen und einem analogen Gerät wählen?
Für die meisten heutigen Vor-Ort-Anwendungen ist ein digitaler Schallpegelmesser die praktischere Wahl.
Wichtige Auswahlkriterien sind:
● ausreichender Messbereich;
● Verfügbarkeit der A-Bewertung;
● Unterstützung von FAST und SLOW;
● zur Anwendung passende Genauigkeit;
● Bedarf an MAX-, MIN- oder Hold-Funktionen;
● erforderliche Datenaufzeichnung;
● USB-, Bluetooth- oder andere Schnittstellen;
● Möglichkeit zur akustischen Kalibrierung.
Analoge Geräte können weiterhin sinnvoll sein, wenn klassische Messtechnik untersucht, kontinuierliche Pegelverläufe beobachtet oder bereits vorhandene Geräte eingesetzt werden, die die erforderlichen Messanforderungen erfüllen.
Entscheidend ist letztlich nicht die Art der Anzeige, sondern ob das Gerät den Schall entsprechend den erforderlichen akustischen Eigenschaften korrekt misst.
Häufiges Missverständnis: Bedeutet eine höhere Anzeigeauflösung auch eine höhere Genauigkeit?
Nein.
Ein Schallpegelmesser kann beispielsweise folgenden Wert anzeigen:
72,6 dBA
Das bedeutet nicht, dass seine Messgenauigkeit ±0,1 dB beträgt.
Die Anzeigeauflösung beschreibt die kleinste auf dem Display dargestellte Abstufung. Die Messgenauigkeit beschreibt dagegen die mögliche Abweichung des Messergebnisses von einem Referenzwert.
Ein Gerät mit einer Anzeigeauflösung von 0,1 dB kann beispielsweise eine spezifizierte Genauigkeit von ±1 dB, ±1,5 dB oder einen anderen Wert besitzen.
Für die Beurteilung der Messleistung sind daher die Genauigkeitsangaben des Herstellers beziehungsweise die entsprechende Genauigkeitsklasse entscheidend, nicht die Anzahl der Nachkommastellen.
FAQ
● Ist ein digitaler Schallpegelmesser immer genauer als ein analoger?
Nein. Digital und analog beschreiben in erster Linie Verarbeitung und Anzeige. Die tatsächliche Genauigkeit hängt von Mikrofon, Elektronik, Frequenzgang, Zeitbewertung, Kalibrierung und Gesamtkonstruktion ab.
● Kann ein analoger Schallpegelmesser dBA messen?
Ja. Verfügt das Gerät über ein geeignetes A-Bewertungsnetzwerk, kann auch ein analoger Schallpegelmesser A-bewertete Schallpegel anzeigen.
● Was bedeuten FAST und SLOW bei einem digitalen Schallpegelmesser?
FAST und SLOW sind Zeitbewertungen, die festlegen, wie das Gerät auf zeitlich veränderliche Schallpegel reagiert. Sie sind nicht lediglich unterschiedliche Display-Aktualisierungsraten.
● Warum sind digitale Schallpegelmesser heute verbreiteter?
Digitale Signalverarbeitung erleichtert Funktionen wie MAX, MIN, Hold, automatische Bereichswahl, Datenlogging sowie kabelgebundene und drahtlose Kommunikation. Zudem sind numerische Anzeigen einfach abzulesen.
● Bedeutet eine Anzeigeauflösung von 0,1 dB eine Genauigkeit von 0,1 dB?
Nein. 0,1 dB bezeichnet in der Regel lediglich die Anzeigeauflösung. Die tatsächliche Messgenauigkeit ist den technischen Daten beziehungsweise der Genauigkeitsklasse zu entnehmen.
● Sollte bei der Auswahl vor allem auf digital oder analog geachtet werden?
Nein. Wichtiger sind Messbereich, Frequenzbewertung, Zeitbewertung, Genauigkeit, Kalibriermöglichkeit und die für die Anwendung erforderlichen Funktionen.
Fazit
Digitale und analoge Schallpegelmesser verfolgen dasselbe grundlegende Messziel: Schalldruckschwankungen werden in einen ablesbaren Schallpegel umgewandelt. Die wesentlichen Unterschiede liegen in der Signalverarbeitung, Anzeige und funktionalen Erweiterbarkeit.
Analoge Geräte verwenden überwiegend Analogschaltungen und eine mechanische Zeigeranzeige, wodurch Pegeländerungen sehr anschaulich dargestellt werden. Digitale Geräte ermöglichen dagegen eine komfortable numerische Anzeige sowie Funktionen wie MAX, MIN, FAST/SLOW, A-/C-Bewertung, Datenspeicherung und Kommunikation.
Für moderne Umweltlärmmessungen, industrielle Instandhaltung und allgemeine Vor-Ort-Prüfungen sind digitale Schallpegelmesser meist praktischer. Die Digitaltechnik allein bestimmt jedoch nicht die Messgenauigkeit. Entscheidend sind Genauigkeit, Messbereich, Frequenz- und Zeitbewertung, Kalibriermöglichkeit sowie die Anforderungen der jeweiligen Anwendung.
