IEC 61094-3:2016

Electroacoustics - Measurement microphones - Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique

IEC 61094-3:2016 specifies a primary method of determining the complex free-field sensitivity of laboratory standard microphones so as to establish a reproducible and accurate basis for the measurement of sound pressure under free-field conditions. It is applicable to laboratory standard microphones meeting the requirements of IEC 61094-1. It is intended for use by laboratories with highly experienced staff and specialized equipment. This second edition cancels and replaces the first edition published in 1995. This edition constitutes a technical revision.
The contents of the corrigendum of December 2016 have been included in this copy.

Electroacoustique - Microphones de mesure - Partie 3: Méthode primaire pour l'étalonnage en champ libre des microphones étalons de laboratoire par la méthode de réciprocité

L'IEC 61094-3:2016 spécifie une méthode primaire de détermination de l'efficacité en champ libre complexe des microphones étalons de laboratoire de manière à établir une base reproductible et exacte pour la mesure de la pression acoustique dans des conditions de champ libre. Elle est applicable aux microphones étalons de laboratoire satisfaisant aux exigences de l'IEC 61094-1. Elle est destinée à être utilisée dans des laboratoires ayant du personnel hautement expérimenté et un équipement spécialisé. Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 1995. Cette édition constitue une révision technique.
Le contenu du corrigendum de décembre 2016 a été pris en considération dans cet exemplaire.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 13-Jun-2016
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 17.140.50 - Electroacoustics
• ICS: 33.160.50 - Accessories
• Technical Committee: TC 29 - Electroacoustics
• Drafting Committee: WG 5 - TC 29/WG 5
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 31-Aug-2016
• Completion Date: 14-Jun-2016

Relations

• Corrected By: IEC 61094-3:2016/COR1:2016 - Corrigendum 1 - Electroacoustics - Measurement microphones - Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61094-3 ®
Edition 2.0 2016-06
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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Electroacoustics – Measurement microphones –
Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard
microphones by the reciprocity technique

Électroacoustique – Microphones de mesure –
Partie 3: Méthode primaire pour l’étalonnage en champ libre des microphones
étalons de laboratoire par la méthode de réciprocité

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microphones by the reciprocity technique

Électroacoustique – Microphones de mesure –

Partie 3: Méthode primaire pour l’étalonnage en champ libre des microphones

étalons de laboratoire par la méthode de réciprocité

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 17.140.50; 33.160.50 ISBN 978-2-8322-3478-5

– 2 – IEC 61094-3:2016 © IEC 2016
CONTENTS
FOREWORD . 4
1 Scope . 6
2 Normative references. 6
3 Terms and definitions . 6
4 Reference environmental conditions . 7
5 Principles of free-field calibration by reciprocity . 7
5.1 General principles . 7
5.1.1 General . 7
5.1.2 General principles using three microphones . 7
5.1.3 General principles using two microphones and an auxiliary sound
source . 8
5.2 Basic expressions . 8
5.3 Insert voltage technique . 9
5.4 Free-field receiving characteristics of a microphone . 9
5.5 Free-field transmitting characteristics of a microphone . 10
5.6 Reciprocity procedure . 11
5.7 Final expressions for the free-field sensitivity . 11
5.7.1 Method using three microphones . 11
5.7.2 Method using two microphones and an auxiliary sound source . 12
6 Factors influencing the free-field sensitivity . 12
6.1 General . 12
6.2 Polarizing voltage . 12
6.3 Shield configuration . 12
6.4 Acoustic conditions . 13
6.5 Position of the acoustic centre of a microphone . 13
6.6 Dependence on environmental conditions . 14
6.6.1 General . 14
6.6.2 Static pressure . 14
6.6.3 Temperature . 14
6.6.4 Humidity . 14
6.6.5 Transformation to reference environmental conditions. 14
6.7 Considerations concerning measurement space . 15
7 Calibration uncertainty components . 15
7.1 General . 15
7.2 Electrical transfer impedance . 15
7.3 Deviations from ideal free-field conditions . 15
7.4 Attenuation of sound in air . 16
7.5 Polarizing voltage . 16
7.6 Physical properties of air . 16
7.7 Imperfection of theory . 16
7.8 Uncertainty on free-field sensitivity level . 17
Annex A (informative) Values for the position of the acoustic centre . 19
Annex B (normative) Values of the air attenuation coefficient . 20
B.1 General . 20
B.2 Calculation procedure . 20

Annex C (informative) Environmental influence on the sensitivity of microphones . 23
C.1 General . 23
C.2 Dependence on static pressure . 23
C.3 Dependence on temperature . 23
Annex D (informative) Application of time selective techniques for removal of
unwanted reflections and acoustic interference between microphones . 25
D.1 General . 25
D.2 Practical considerations . 25
D.2.1 Signal-to-noise ratio . 25
D.2.2 Reflections from walls and measurement rig . 25
D.3 Frequency limitations . 26
D.3.1 General . 26
D.3.2 Measurements based on frequency sweeps . 26
D.3.3 Measurements based on pure tones . 26
D.4 Generating missing portions of the frequency response previous to
transforming to the time-domain. . 27
D.4.1 General . 27
D.4.2 Missing frequencies below the minimum measurement frequency . 27
D.4.3 Missing frequencies above the maximum measured frequency . 27
D.4.4 Filtering the extended frequency response . 28
Bibliography . 29

Figure 1 – Equivalent circuit for a receiving microphone under free-field conditions . 9
Figure 2 – Equivalent circuit for a transmitting microphone under free-field conditions . 10
Figure A.1 – Example of the es
...