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Ratgeber

Dezibel-Messgeräte » Schallpegel bzw. Lautstärke messen

Wie laut ist laut? Ob Disco-Musik, das Rattern eines Presslufthammers oder Lärm von der Straße als unangenehm empfunden werden, ist zunächst ein subjektiver Eindruck, der sich von Mensch zu Mensch unterscheidet. In vielen Situationen sind allerdings objektive Bewertungen der Lautstärke nötig. Die dazu erforderlichen technischen Verfahren liefern Dezibel-Messgeräte, bekannt auch unter den Bezeichnungen Schallpegelmesser oder Schallpegelmessgerät.

In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Messgrößen wichtig sind, wie Messgeräte funktionieren und worauf bei der Beschaffung zu achten ist.



Diese Messgrößen sollten Sie zur Lautstärkemessung kennen

Bevor es zur Beschreibung eines Schallpegelmessers geht, hier ein Überblick über die für diese Geräte typischen Messgrößen:

Hörbereich

Der Hörbereich wird üblicherweise mit 20 bis 20.000 Hertz angegeben, wobei das menschliche Gehör für Frequenzen zwischen 2000 und 5000 Hertz am empfindlichsten reagiert. Sowohl die untere als auch die obere Grenze verschieben sich teilweise erheblich mit zunehmendem Alter.

In der Regel reduziert sich das Hörvermögen bei tiefen Frequenzen auf rund 30 Hertz, bei hohen auf rund 8000 Hertz. Die meisten Schallpegelmessgeräte sind daher auf einen Frequenzbereich von etwa 30 bis 10.000 Hertz ausgelegt.

Lediglich Messgeräte der Oberklasse können das gesamte theoretische Hörspektrum erfassen.


Schalldruckpegel

Mit dem Schalldruckpegel wird die Intensität des Schalls definiert, der eine Person zu einem bestimmten Zeitpunkt erreicht. Unabhängig davon, ob es sich um Musik, Lärm oder Geräusche handelt.

Die Lautstärke wird in Dezibel, kurz dB, gemessen und reicht von der Hörschwelle mit 0 Dezibel bis zur Schmerzschwelle von 120 Dezibel.


Dezibel

Das Dezibel wird als Einheit verwendet, um das Verhältnis zwischen zwei Werten auszudrücken. Bei dem Verhältnis kann es sich um Leistung, Schalldruck, Spannung, Intensität oder um verschiedene andere Größen handeln.

Das Dezibel ist somit keine Maßeinheit. Bei der Messung verschiedener Leistungen wird daher häufig ein sehr niedriger vereinbarter Wert als Bezugsgröße verwendet, beispielsweise die Mindestschwelle der Schallwahrnehmung beim Menschen. Grundsätzlich sind alle in Dezibel ausgedrückten Messungen relativ und nutzen zur Definition standardisierte Bewertungsskalen.

So ist die am häufigsten eingesetzte Bewertung die A-Frequenzbewertung, abgekürzt db(A). Nach der internationalen Norm IEC 61672 ist sie für alle Schallpegelmesser vorgeschrieben.

Die alten B- und D-Frequenzbewertungen sind nicht mehr gebräuchlich, aber viele Schallpegelmesser verfügen noch über die C-Frequenzbewertung db(C).

Ihre Integration ist für Prüfzwecke mit Präzisionsschallpegelmessern der Klasse 1 vorgeschrieben. Diese Klasse zeichnet sich durch besonders enge Toleranzgrenzen aus. Sie liegen beispielsweise für die Referenzfrequenz von 1 Kilohertz bei plusminus 3,2 Dezibel. Die Klasse 2 erlaubt dagegen plusminus 4,2 Dezibel.

Daraus ergibt sich in der Praxis, dass ein Klasse-1-Gerät einerseits ein breiteres Frequenzspektrum erfassen kann und andererseits die Messergebnisse genauer sind.



Wie funktioniert ein Dezibel-Messgerät?

Der Schallpegelmesser wandelt die Lautstärke, genauer den Schalldruck, in ein elektrisches Signal um, filtert es nach einer genormten Kurve – zum Beispiel nach db(A) – und erzeugt den Effektivwert, den er über eine gewählte Zeitdauer integriert. Zur Messung des Schalldrucks enthält das Gerät ein omnidirektionales Mikrofon. Omnidirektional bedeutet, dass der erfasste Schalldruck nicht von der Ausrichtung des Mikrofons auf die Schallquelle abhängt. Es wird also Schall von allen Seiten aufgenommen.  

Die Leistung des Mikrofons bestimmt die Einsatzgrenzen des Schallpegelmessers. Das gilt sowohl bei niedrigen Pegeln, bei denen das Eigenrauschen der Aufnahmeelektronik die Umwandlung stört, als auch bei hohen Pegeln, bei denen die Verzerrung zu systematischen Fehlern führen kann. Ein Gerät von guter messtechnischer Qualität kann allerdings die Fehler während der Verarbeitung weitgehend korrigieren.

Bei der heute dominierenden digitalen Verarbeitung wandeln die Geräte alle Operationen durch Berechnungen an dem – in einen Datenstrom umgewandelten – Signal durch. Hochwertige Digital-Schallpegelmesser berechnen die Lautstärke in Oktav- oder Terzbändern und unterziehen sie Gewichtungsoperationen. Korrekturen systematischer Mikrofonfehler verbessern dabei die Messgenauigkeit und erweitern so den Einsatzbereich.

Nahezu alle verfügbaren modernen Schallpegelmessgeräte zeigen Messergebnisse digital auf einem LC- oder LED-Display in Dezibel an. Die Ergebnisse enthalten dabei oft die Angabe der verwendeten Gewichtung der Lautstärke, in der Regel dB(A) oder dB(C) sowie die Art der Erfassung, beispielsweise langsam, schnell oder als Spitzenwert. Sehr gut ausgestattete Geräte zeichnen die Ergebnisse in Frequenzbändern auf, um die strengeren Methoden zur Messung von Lautheit oder Lärm gemäß der internationalen Norm ISO 532 anwenden zu können. Bei Pegelmessungen in der Beschallung oder in der Bauakustik, zum Beispiel in einem Konzertsaal, kann die Verteilung der Schallenergie wichtiger sein als der Gesamtpegel.



Auswahlkriterien für die Beschaffung

Je nach Einsatzbereich des Messgeräts kommen unterschiedliche Grundkriterien in Frage:

Schallpegelmesser der Klasse 1 sind generell genauer aber meist auch teurer als Geräte der Klasse 2. Hinsichtlich der verarbeitbaren Messbereiche sind der Hörbereich und der Schalldruckpegel relevant. Die meisten Geräte der Klasse 2 erlauben die Erfassung von Frequenzen zwischen knapp 32 und 8000 Hertz, beziehungsweise 8 Kilohertz. Beim Schalldruckpegel dominiert der Bereich von 30 bis 130 Dezibel, sowohl bei den Bewertungen nach db(A) als auch bei Bewertungen nach db(C).

Da die Bauform eines Schallpegelmessgeräts naturgemäß als mobiles Gerät ausgelegt ist, spielen die Handlichkeit, das Gewicht, die Diplaygröße, die Displaybeleuchtung und die Stromversorgung über Akku oder Batterie eine wichtige Rolle. Sollen die erfassten Werte später an einen Computer übertragen werden, ist auch auf eine passende Schnittstelle zu achten. Üblich sind USB-Kontakte, manche Geräte verfügen über ein RS-232-Interface, eine Klinkenbuchse oder erlauben die drahtlose Übertragung per Bluetooth.

Eine Kalibrierung ist bei Schallpegelmessgeräten ein weiteres wichtiges Kriterium. Die weitaus meisten Messgeräte sind nach Werksstandard ohne Zertifikat kalibriert, es stehen aber auch Kalibrierungen nach ISO zur Verfügung. Um eine ausreichende Messgenauigkeit auch unter extremen Dezibel-Werten zu erzielen, sind manche Schallpegelmesser mit einem integrierten Kalibrator ausgestattet.



Wie hoch sind die Dezibel-Werte für einige bekannte Lärmquellen?

In der folgenden Tabelle sind einige Beispiele für bekannte Lärmquellen und deren Lautstärke aufgelistet:

Schallquelle Entfernung Schalldruck Schalldruckpegel
Schmerzschwelle direkt am Ohr

100 Pa

134 dB

Gehörschäden bei kurzfristiger Einwirkung

direkt am Ohr ab 20 Pa  120 dB

Kampfflugzeug

100m 6,3 bis 200 Pa 110 bis 140 dB
Diskothek

1 m

2 Pa

100 dB

Gehörschäden bei langfristiger Einwirkung

direkt am Ohr

ab 360 mPa

85 dB

Hauptverkehrsstraße

direkt am Ohr

ab 360 mPa

85 dB

Normale Unterhaltung

1 m

2 bis 20 mPa

40 bis 60 dB

sehr ruhiges Zimmer

direkt am Ohr

200 bis 630 μPa

20 bis 30 dB

Blätterrauschen

direkt am Ohr

63,2 μPa

10 dB

Hörschwelle (bei 2 kHz)

direkt am Ohr

20 µPa

0 dB

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