Einleitung

Ein Schallpegelmesser ist ein wichtiges Messgerät zur Erfassung von Umgebungs-, Arbeitsplatz- und Maschinengeräuschen. Die Zuverlässigkeit der Messergebnisse hängt dabei wesentlich vom technischen Zustand des Gerätes ab.

Mit zunehmender Nutzungsdauer können sich Mikrofonempfindlichkeit, elektronische Komponenten und das gesamte Messsystem verändern. Auch Transport, mechanische Stöße oder ungünstige Umgebungsbedingungen können die Messgenauigkeit beeinflussen.

Bei professionellen Geräuschmessungen genügt es deshalb nicht, lediglich zu prüfen, ob das Gerät eingeschaltet werden kann und einen Messwert anzeigt. Seine Reaktion sollte regelmäßig mit einer bekannten akustischen Referenz verglichen werden.

Im messtechnischen Sinne stellt die Kalibrierung die Beziehung zwischen der Anzeige eines Messgerätes und einer bekannten Referenzgröße her. Sie ist nicht gleichbedeutend mit einer Justierung.

Die wichtigsten Punkte

● Die Kalibrierung überprüft die Beziehung zwischen dem angezeigten Messwert und einem bekannten Referenz-Schalldruckpegel.
● Für Feldprüfungen wird üblicherweise ein Schallkalibrator verwendet.
● Feldkalibrierung und periodische Laborkalibrierung haben unterschiedliche Aufgaben und können sich nicht gegenseitig ersetzen.
● Bei professionellen Messungen empfiehlt sich eine Kalibrierprüfung vor und nach der Messung.
● Kalibrierung und Justierung sind unterschiedliche Vorgänge.
● Für rückführbare oder besonders wichtige Messungen ist zusätzlich eine regelmäßige Laborkalibrierung sinnvoll oder erforderlich.
● Auch der Schallkalibrator selbst muss regelmäßig messtechnisch überprüft werden.

Was bedeutet die Kalibrierung eines Schallpegelmessers?

Bei der Kalibrierung wird die Anzeige des Schallpegelmessers mit einer bekannten und möglichst rückführbaren akustischen Referenz verglichen.

Im praktischen Einsatz erfolgt dies häufig mit einem Schallkalibrator. Dieser wird auf das Mikrofon des Schallpegelmessers aufgesetzt und erzeugt unter definierten Bedingungen einen bekannten Schalldruckpegel bei einer bestimmten Frequenz.

Viele Kalibratoren arbeiten mit einer Frequenz von etwa 1 kHz und bieten beispielsweise 94 dB als Referenzpegel. Je nach Gerät können jedoch auch andere Pegel zur Verfügung stehen.

Die tatsächlich zu verwendende Frequenz, der Referenzpegel und mögliche Korrekturen müssen den technischen Angaben des Schallpegelmessers und des Kalibrators entnommen werden.

IEC 60942 definiert Leistungsanforderungen für Schallkalibratoren, unter anderem für Class LS, Class 1 und Class 2.

Warum muss ein Schallpegelmesser kalibriert werden?

Ein Schallpegelmesser besteht aus mehreren präzisen Komponenten, darunter Mikrofon, Vorverstärker, Frequenzbewertung, Signalverarbeitung und Anzeigeelektronik. Veränderungen einzelner Komponenten können das Messergebnis beeinflussen.

Zuverlässigkeit der Messdaten überprüfen

Hat ein Gerät eine systematische Messabweichung entwickelt, kann diese unbemerkt alle nachfolgenden Messergebnisse beeinflussen.

Eine Kalibrierprüfung vor der Messung hilft festzustellen, ob das Gerät auf einen bekannten Schalldruckpegel korrekt reagiert.

Messwertdrift erkennen

Die Empfindlichkeit des Mikrofons und elektronische Eigenschaften können sich mit der Zeit verändern.

Durch regelmäßige Vergleiche mit einer zuverlässigen Referenz lassen sich auffällige Veränderungen des Messsystems frühzeitig erkennen.

Gerätestabilität vor und nach der Messung prüfen

Eine Prüfung vor der Messung bestätigt den Ausgangszustand. Eine Prüfung nach Abschluss der Messung zeigt, ob sich die Geräteempfindlichkeit während des Messvorgangs verändert hat.

Rückführbarkeit verbessern

Bei Arbeitsplatzmessungen, Umweltmessungen, Laborprüfungen und Maschinenlärmuntersuchungen ist es sinnvoll, neben den Messdaten auch Informationen über das eingesetzte Messgerät und die Kalibrierung zu dokumentieren.

Dazu gehören beispielsweise Gerätetyp, Seriennummer, verwendeter Kalibrator sowie Kalibrierwerte vor und nach der Messung.

Was ist der Unterschied zwischen Feldkalibrierung und periodischer Laborkalibrierung?

Beide Verfahren dienen der Qualitätssicherung, unterscheiden sich jedoch deutlich in Umfang und Zielsetzung.

Feldkalibrierung bzw. Kalibrierprüfung

Bei einer Feldprüfung wird ein Schallkalibrator direkt auf das Mikrofon gesetzt.

Damit lassen sich unter anderem folgende Punkte überprüfen:

● Funktion von Schallpegelmesser und Mikrofon.
● Auffällige Veränderungen der Mikrofonempfindlichkeit.
● Probleme mit Mikrofon, Verbindung, Batterie oder Gerätezustand.
● Kalibrierstatus einer konkreten Messung.

Eine Feldprüfung kontrolliert das Gerät normalerweise nur bei einem bestimmten Referenzpegel und einer bestimmten Frequenz.

Sie kann daher weder den vollständigen Frequenzgang noch den gesamten Dynamikbereich oder alle weiteren Geräteeigenschaften überprüfen.

Periodische Laborkalibrierung

Bei einer Laborkalibrierung werden unter kontrollierten Bedingungen rückführbare Referenzgeräte und umfangreichere Prüfverfahren verwendet.

IEC 61672-3 enthält Verfahren für periodische Prüfungen von Class-1- und Class-2-Schallpegelmessern, die der IEC-61672-Reihe entsprechen.

Eine erfolgreiche Feldkalibrierung ersetzt deshalb keine vollständige periodische Laborprüfung.

Sind Kalibrierung und Justierung dasselbe?

Nein.

Bei der Kalibrierung wird die Beziehung zwischen Anzeige und Referenzwert bestimmt. Eine Justierung verändert dagegen das Messgerät so, dass seine Anzeige näher an einen festgelegten Sollwert gebracht wird.

Beispielsweise kann ein Schallkalibrator einen bekannten Referenzpegel erzeugen:

● Entspricht die Anzeige dem erwarteten Wert, ist die Reaktion an diesem Kalibrierpunkt plausibel.
● Bei einer kleinen Abweichung muss anhand der Messvorschrift und der Gerätespezifikation entschieden werden, ob eine Korrektur oder Justierung erforderlich ist.
● Bei einer deutlichen Abweichung sollten zunächst Kalibrator, Mikrofon, Geräteeinstellungen und Umgebungsbedingungen überprüft werden.

Einige digitale Schallpegelmesser besitzen eine CAL-Funktion zur Anpassung der Mikrofonempfindlichkeit. Diese darf nur nach den Vorgaben des Herstellers verwendet werden.

Wie funktioniert ein Schallkalibrator?

Ein Schallkalibrator ist eine definierte akustische Referenzquelle.

Er wird mit dem passenden Adapter dicht auf das Mikrofon des Schallpegelmessers gesetzt. Nach dem Einschalten erzeugt der Kalibrator in der Kopplungskammer einen stabilen bekannten Schalldruck.

Das Mikrofon erfasst dieses Signal, und der angezeigte Wert kann anschließend mit dem Referenzwert verglichen werden.

Die Kalibrierkette lässt sich vereinfacht darstellen als:

Schallkalibrator → Referenz-Schalldruck → Mikrofon → Anzeige des Schallpegelmessers → Vergleich mit Referenzwert

Da der Kalibrator die Referenz liefert, muss auch dessen eigener messtechnischer Zustand zuverlässig sein.

Wie wird eine Feldkalibrierung durchgeführt?

Die genaue Vorgehensweise hängt vom jeweiligen Gerät ab. Die Herstellerangaben des Schallpegelmessers und des Kalibrators haben immer Vorrang.

Ein typischer Ablauf ist:

● Batteriezustand von Schallpegelmesser und Kalibrator kontrollieren.
● Mikrofon auf Verschmutzung, Feuchtigkeit oder Beschädigung prüfen.
● Passenden Adapter für den Mikrofondurchmesser verwenden.
● Kalibrator korrekt und dicht auf das Mikrofon setzen.
● Schallpegelmesser einschalten und die vorgeschriebenen Einstellungen wählen.
● Kalibrator aktivieren.
● Stabilisierung der Anzeige abwarten.
● Messwert dokumentieren.
● Anzeige mit dem Referenzwert vergleichen.
● Falls vorgesehen, eine zulässige Justierung gemäß Herstelleranleitung durchführen.
● Nach Abschluss der Geräuschmessung die Kalibrierprüfung wiederholen und dokumentieren.

Eine falsche Einstecktiefe, ein ungeeigneter Adapter oder eine undichte Verbindung können das Ergebnis beeinflussen.

Warum sollte vor und nach der Messung kalibriert werden?

Eine Prüfung nur vor Messbeginn zeigt nicht, ob das Messsystem während der gesamten Messung stabil geblieben ist.

Während längerer Messungen können beispielsweise folgende Ereignisse auftreten:

● Stoß oder Beschädigung des Mikrofons.
● Herunterfallen des Gerätes.
● Deutlich veränderter Batteriezustand.
● Störungen an Mikrofon oder Verbindung.
● Größere Veränderungen von Temperatur oder Luftfeuchtigkeit.
● Drift des Messsystems.

Durch eine zweite Kalibrierprüfung am Ende können Vorher- und Nachherwerte miteinander verglichen werden.

Bei einer auffälligen Differenz muss geprüft werden, ob die währenddessen erfassten Messdaten weiterhin verwertbar sind.

Wann sollte ein Schallpegelmesser überprüft oder neu kalibriert werden?

Besondere Aufmerksamkeit ist in folgenden Situationen sinnvoll:

● Nach längerer Lagerung.
● Nach einem Sturz oder starken Stoß.
● Nach Austausch des Mikrofons.
● Nach Reparaturen oder Austausch wichtiger Komponenten.
● Bei unerklärlichen Abweichungen gegenüber früheren Messungen.
● Bei auffälligen Ergebnissen einer Feldkalibrierung.
● Nach längerer Nutzung bei hoher Temperatur, Feuchtigkeit, Staub oder anderen anspruchsvollen Bedingungen.
● Bei Messungen mit hohen Anforderungen an Genauigkeit oder Rückführbarkeit.
● Wenn Kundenanforderungen, Qualitätsmanagement oder Messvorschriften einen gültigen Kalibriernachweis verlangen.

Ob eine vollständige Laborkalibrierung erforderlich ist, sollte anhand von Herstellerangaben, Nutzungshäufigkeit, Gerätehistorie und Qualitätsanforderungen entschieden werden.

Wie oft sollte ein Schallpegelmesser kalibriert werden?

Es gibt kein einheitliches Intervall, das für alle Schallpegelmesser und alle Anwendungen gilt.

Wichtige Einflussfaktoren sind:

● Nutzungshäufigkeit.
● Bedeutung der Messung.
● Einsatzbedingungen.
● Langzeitstabilität des Gerätes.
● Reparaturen, Stürze oder Bauteilaustausch.
● Herstellerempfehlungen.
● Qualitätsmanagementsystem.
● Projektbezogene oder gesetzliche Anforderungen.

Professionelle Anwender kombinieren häufig regelmäßige Feldprüfungen mit einer geplanten periodischen Laborkalibrierung und dokumentieren die Ergebnisse.

Müssen sowohl Class-1- als auch Class-2-Schallpegelmesser kalibriert werden?

Ja.

Class 1 und Class 2 bezeichnen unterschiedliche Leistungsanforderungen und zulässige Toleranzen.

Die Geräteklasse sagt jedoch nicht aus, dass ein Class-1-Gerät keine Kalibrierung benötigt oder dass ein Class-2-Gerät ohne Kalibrierprüfung eingesetzt werden kann.

Auch Schallkalibratoren werden nach IEC 60942 in unterschiedliche Klassen eingeteilt. Bei der Auswahl sollten Geräteklasse, Mikrofontyp und Kompatibilität berücksichtigt werden.

Welche Faktoren können das Kalibrierergebnis beeinflussen?

Typische Einflussgrößen sind:

● Undichte Verbindung: Leckagen zwischen Kalibrator und Mikrofon verändern die akustischen Bedingungen.
● Falscher Adapter: Unterschiedliche Mikrofone können unterschiedliche Adapter benötigen.
● Verschmutztes oder feuchtes Mikrofon: Dadurch kann sich das akustische Verhalten verändern.
● Niedrige Batteriespannung: Sie kann den Betrieb von Messgerät oder Kalibrator beeinflussen.
● Ungewöhnliche Umgebungsbedingungen: Temperatur, Feuchte und Luftdruck können bei bestimmten Geräten eine Rolle spielen.
● Falscher Referenzpegel: Bei Mehrpegel-Kalibratoren muss der richtige Ausgang gewählt werden.
● Falsche Geräteeinstellung: Manche Geräte benötigen einen speziellen Kalibriermodus.
● Nicht ausreichend überprüfter Kalibrator: Eine fehlerhafte Referenz kann keine zuverlässige Kalibrierung ermöglichen.

Welche Folgen kann eine langfristig fehlende Kalibrierung haben?

Unentdeckte Messwertdrift kann zu verschiedenen Problemen führen:

● Messwerte aus unterschiedlichen Zeiträumen sind schlechter vergleichbar.
● Maschinenzustände können falsch beurteilt werden.
● Arbeitsplatzlärmbewertungen können fehlerhaft sein.
● Umweltmessungen verlieren an Aussagekraft.
● Rückführbarkeit bei Produktmessungen wird beeinträchtigt.
● Es wird schwieriger zu unterscheiden, ob eine Abweichung vom Geräusch oder vom Messgerät stammt.

Bei normativen, vergleichenden oder langfristigen Messungen ist ein konsequentes Kalibriermanagement daher besonders wichtig.

FAQ

Muss ein Schallpegelmesser vor jedem Einsatz kalibriert werden?
Bei professionellen Messungen ist eine Feldprüfung vor und nach wichtigen Messungen empfehlenswert. Für reine Orientierungs- oder Vergleichsmessungen sollten Herstellerhinweise und Messziel berücksichtigt werden.

Muss immer bei 94 dB kalibriert werden?
Nein. 94 dB ist ein weit verbreiteter Referenzpegel, aber nicht der einzige mögliche Wert.

Wird immer bei 1 kHz kalibriert?
1 kHz ist für Feldkalibrierungen üblich. Eine vollständige Laborprüfung umfasst jedoch weitere Frequenzen und Leistungsmerkmale.

Bedeutet eine erfolgreiche Feldprüfung, dass das Gerät vollständig innerhalb der Spezifikation liegt?
Nein. Eine Feldprüfung überprüft nur einen begrenzten Teil des Gesamtverhaltens.

Muss ein neues Gerät ebenfalls kalibriert werden?
Das hängt von Einsatz, Qualitätsanforderungen und Herstellerdokumentation ab.

Kann ich eine falsche Anzeige einfach nachstellen?
Nicht ohne Ursachenprüfung. Zunächst sollten Kalibrator, Mikrofon, Adapter, Batterie, Einstellungen und Umgebungsbedingungen kontrolliert werden.

Muss der Schallkalibrator selbst kalibriert werden?
Ja. Auch der Kalibrator ist ein Referenzmessmittel und muss innerhalb einer geeigneten Kalibrier- und Rückführbarkeitskette überwacht werden.

Fazit

Die Kalibrierung eines Schallpegelmessers bedeutet nicht, die Anzeige lediglich auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Entscheidend ist der Vergleich des Messsystems mit einer bekannten akustischen Referenz.

Feldkalibrierung und periodische Laborkalibrierung erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Prüfungen vor und nach der Messung helfen, die Stabilität während einer Messung zu beurteilen, während Laborprüfungen eine umfassendere Bewertung des Geräteverhaltens ermöglichen.

Für Industrie-, Arbeitsplatz-, Umwelt- und Labormessungen bildet ein systematisches Kalibriermanagement eine wichtige Grundlage für genaue, stabile und rückführbare Geräuschmessungen.