Measurements in room acoustics : Uncertainties and influence of the measurement position

Witew, Ingo B.; Vorländer, Michael (Thesis advisor); Ponci, Ferdinanda (Thesis advisor)

Berlin : Logos Verlag Berlin GmbH (2022)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge zur Akustik 37
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2022

Kurzfassung

Unabhängig vom Fachgebiet sind Messungen essentiell für die Validierung von Theorien und für das Treffen fundierter Entscheidungen. Merkmal für die Aussagekraft und Vergleichbarkeit von Messwerten ist unter Anderem deren Unsicherheit. Für die Bestimmung und die Interpretation der Messunsicherheit stellt der "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement" (GUM) einen standardisierten Rahmen bereit. Bei raumakustischen Messungen ist die Anwendung dieses Regelwerks bisher noch nicht grundsätzlich verbreitet. Das liegt einerseits daran, dass mit der weit verbreiteten Korrelationsmesstechnik ein komplexes Messprinzip verwendet wird, das im klassischen Leitfaden nicht behandelt wird. Außerdem ist die Wirkung von Eingangsgrößen, die eine Messung beeinflussen können, nur mit größtem Aufwand im Einzelfall bestimmbar. Beispiel dafür sind Fluktuationen raumakustischer Kenngrößen über kleinste Abstände zwischen Messorten in Konzertsälen. Diese zum Teil beachtliche Änderung des Schallfeldes über den Ort wirft die Frage nach der Aussagekraft und Interpretierbarkeit raumakustischer Messungen auf. Ziel dieser Arbeit ist eine GUM konforme Diskussion der Unsicherheit beim Messen raumakustischer Einzahlkennwerte. Begonnen wird dabei mit einer strukturierten Suche der Größen, die die Messung von Raumimpulsantworten beeinflussen könnten. In einem zweiten Schritt wird diese Unsicherheit durch den Algorithmus zur Bestimmung raumakustischer Einzahlkennwerte propagiert. Ein weiterer Schwerpunkt wird auf die Untersuchung von räumlichen Änderungen des Schallfeldes in Auditorien gelegt. Es wird der Einfluss eines unsicher bestimmten Messorts auf die Messunsicherheit diskutiert. Um möglichst allgemeingültige Aussagen treffen zu können wird der Zusammenhang zwischen einer Änderung des Messortes und der korrespondierenden Änderung raumakustischer Kenngrößen in umfangreichen Messreihen empirisch untersucht. Dazu wurde ein Messapparat gebaut mit dem Schallfelder hochauflösend und vollautomatisch über große Flächen abgetastet werden können. Die so gesammelten Daten bilden die Grundlage für die Berechnung der Unsicherheitsfortpflanzung mit einer Monte Carlo Methode. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, wie genau ein Messort bei raumakustischen Messungen definiert werden muss, um eine zuvor festgelegte Unsicherheit raumakustischer Einzahlkennwerte zu gewährleisten. Die vorgestellten Methoden bilden eine Grundlage, die flexibel erweitert werden kann, um weitere Einflüsse auf die Messunsicherheit in zukünftigen Untersuchungen zu berücksichtigen.