IEC 61094-6:2004

NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
61094-6
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2004-11
Microphones de mesure –
Partie 6:
Grilles d'entraînement pour la détermination
de la réponse en fréquence
Measurement microphones –
Part 6:
Electrostatic actuators for determination
of frequency response
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61094-6:2004
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respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
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base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
61094-6
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2004-11
Microphones de mesure –
Partie 6:
Grilles d'entraînement pour la détermination
de la réponse en fréquence
Measurement microphones –
Part 6:
Electrostatic actuators for determination
of frequency response
 IEC 2004 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in any
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U
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Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
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– 2 – 61094-6  CEI:2004
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6

1 Domaine d’application .10
2 Références normatives.10
3 Termes et définitions .12
4 Conditions ambiantes de référence.12
5 Principe de fonctionnement de la grille d’entraînement .12
5.1 Généralités.12
5.2 Pression électrostatique .14
5.3 Réponse à la grille d’entraînement .20
6 Réalisation de la grille d'entraînement .22
6.1 Généralités.22
6.2 Réalisation .22
7 Validation .24
7.1 Généralités.24
7.2 Répétabilité des mesurages .24
7.3 Uniformité des grilles d’un modèle donné .24
7.4 Uniformité de la différence entre la réponse à la grille et la réponse en
pression .24
8 Mesure de la réponse à la grille d'entraînement.26
8.1 Système de mesure de la réponse à la grille d’entraînement .26
8.2 Composantes d’incertitude .28
9 Applications de la grille d’entraînement .32
9.1 Généralité .32
9.2 Vérification de la réponse en fréquence d’un système de mesure.32
9.3 Détermination des caractéristiques des systèmes de mesure des
microphones en fonction de l'environnement .32
9.4 Détermination des réponses en fréquence en champ libre et en pression.34
9.5 Mesure de la réponse à la grille aux fréquences très élevées .34

Annexe A (informative) Exemples de réalisations de grilles d’entraînement .36
Annexe B (informative) Dispositif de mesure pour la réponse à la grille d’entraînement .42
Annexe C (informative) Analyse typique des incertitudes .44
Annexe D (informative) Différence entre les réponses en champ libre, en pression et à
la grille d’entraînement pour des modèles typiques de microphones de mesure.50

Figure 1 – Principe du microphone et de la grille d’entraînement .16
Figure 2 – Modèle à constantes localisées d'un microphone de mesure excité par une
grille d'entraînement .20
Figure A.1 – Exemple de grille d’entraînement pour les microphones de type WS1.36
Figure A.2 – Exemple de grille d’entraînement pour les microphones de type WS2.38
Figure A.3 – Exemples de grilles d'entraînement faisant partie intégrante des grilles
de protection des microphones .40
Figure A.4 – Exemple de grille d’entraînement combinée à une grille de protection
contre la pluie .40

61094-6  IEC:2004 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7

1 Scope.11
2 Normative references .11
3 Terms and definitions .13
4 Reference environmental conditions .13
5 Principle of electrostatic actuator operation .13
5.1 General .13
5.2 Electrostatic pressure.15
5.3 Electrostatic actuator response .21
6 Actuator design .23
6.1 General .23
6.2 Design.23
7 Validation .25
7.1 General .25
7.2 Repeatability of measurements .25
7.3 Uniformity of actuators of a given model.25
7.4 Uniformity of the difference between actuator and pressure response levels .25
8 Measurement of electrostatic actuator response.27
8.1 System for measurement of electrostatic actuator response .27
8.2 Uncertainty components .29
9 Applications of an electrostatic actuator .33
9.1 General .33
9.2 Verification of the frequency response of a measurement system.33
9.3 Determination of the environmental characteristics of microphone
measurement systems.33
9.4 Determination of free-field and pressure frequency responses.35
9.5 Measurement of actuator response at very high frequencies .35

Annex A (informative) Examples of electrostatic actuator designs.37
Annex B (informative) Set-up for measuring electrostatic actuator response .43
Annex C (informative) Typical uncertainty analysis .45
Annex D (informative) Difference between free-field-, pressure- and actuator
responses for typical models of measurement microphones.51

Figure 1 – Principle of microphone and electrostatic actuator .17
Figure 2 – Lumped parameter model of a measurement microphone excited by an
electrostatic actuator .21
Figure A.1 – Example of electrostatic actuator for type WS1 microphones .37
Figure A.2 – Example of an electrostatic actuator for type WS2 microphones .39
Figure A.3 – Examples of electrostatic actuators forming integral parts of the
microphone protection grids.41
Figure A.4 – Example of an electrostatic actuator combined with  weather-resistant
protection .41

– 4 – 61094-6  CEI:2004
Figure B.1 – Dispositif typique destiné à mesurer la réponse en fréquence à la grille
d'entraînement d’un microphone .42
Figure D.1 – Exemples des différences entre les réponses en pression et les réponses
à la grille d'entraînement pour quatre types différents de microphone de mesure:
WS1P (a), WS1F (b) de niveau d’efficacité nominal égal à –26 dB re 1V/Pa, WS2P (c)
et WS2F (d) de niveau d’efficacité nominal égal à –38 dB re 1V/P .50
Figure D.2 – Exemples des différences entre les réponses en champ libre et les
réponses à la grille d'entraînement pour les microphones de types WS1, WS2 et WS3
lorsqu'ils sont utilisés sans grille de protection.50
Figure D.3 – Exemple de différence dépendant du modèle entre les réponses en
champ libre et les réponses à la grille d'entraînement pour le microphone de type WS2
lorsqu'il est utilisé avec sa grille de protection .52
Figure D.4 – Exemple de détermination de la réponse en fréquence en champ libre b)
obtenue en additionnant la différence dépendant du modèle entre la réponse en champ
libre et la réponse à la grille d'entraînement comme indiqué à la Figure D.3 et une
réponse individuelle à la grille d'entraînement a) .52

Tableau C.1 – Incertitudes.48

61094-6  IEC:2004 – 5 –
Figure B.1 – Typical set-up for measuring the electrostatic actuator response of a
microphone.43
Figure D.1 – Examples of differences between relative pressure and actuator
frequency responses for four different type of measurement microphone: WS1P (a),
WS1F (b) of nominal sensitivities –26 dB re 1V/Pa and WS2P (c) and WS2F (d) of
nominal sensitivities –38 dB re 1V/Pa .51
Figure D.2 – Examples of differences between relative free-field and actuator
frequency responses for type WS1, WS2 and WS3 microphones when used without
protection grids.51
Figure D.3 – Example of model dependent difference between relative free field and
actuator frequency responses for a type WS2 microphone when used with its
protection grid.53
Figure D.4 – Example on the determination of a relative free-field frequency response b)
by adding the model dependent free-field to actuator difference as shown in Figure D.3
to the electrostatic actuator response of a microphone a) .53

Table C.1 – Uncertainties .49

– 6 – 61094-6  CEI:2004
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
MICROPHONES DE MESURE –
Partie 6: Grilles d’entraînement pour la détermination
de la réponse en fréquence
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61094-6 a été établie par le comité d’études 29 de la CEI:
Electroacoustique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
29/562/FDIS 29/565/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l’approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives de l’ISO/CEI, Partie 2.

61094-6  IEC:2004 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
MEASUREMENT MICROPHONES –
Part 6: Electrostatic actuators for determination
of frequency response
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61094-6 has been prepared by IEC technical committee 29:
Electroacoustics.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
29/562/FDIS 29/565/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.

– 8 – 61094-6  CEI:2004
La CEI 61094 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Microphones
de mesure:
Partie 1: Spécifications des microphones étalons de laboratoire
Partie 2: Méthode primaire pour l’étalonnage en pression des microphones étalons de
laboratoire par la méthode de réciprocité
Partie 3 Méthode primaire pour l’étalonnage en champ libre des microphones étalons de
laboratoire par la méthode de réciprocité
Partie 4: Spécifications des microphones étalons de travail
Partie 5: Méthodes pour l'étalonnage en pression par comparaison des microphones
étalons de travail
Partie 6: Grilles d’entraînement pour la détermination de la réponse en fréquence
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant la date de
maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous «http://webstore.iec.ch» dans les
données relatives à la publication recherchée. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61094-6  IEC:2004 – 9 –
IEC 61094 consists of the following parts, under the general title Measurement microphones:
Part 1: Specifications for laboratory standard microphones
Part 2: Primary method for pressure calibration of laboratory standard microphones by the
reciprocity technique
Part 3: Primary method for free-field calibration of laboratory standard microphones by the
reciprocity technique
Part 4: Specifications for working standard microphones
Part 5: Methods for pressure calibration of working standard microphones by comparison
Part 6: Electrostatic actuators for determination of frequency response
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in
the data related to the specific publication. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 10 – 61094-6  CEI:2004
MICROPHONES DE MESURE –
Partie 6: Grilles d’entraînement pour la détermination
de la réponse en fréquence
1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 61094
– donne les lignes directrices pour la réalisation de grilles d’entraînement destinées aux
microphones possédant une membrane faite dans un matériau électriquement conducteur;
– donne des méthodes pour la validation des grilles d’entraînement;
– donne une méthode pour déterminer la réponse d’un microphone à la grille d’entraî-
nement.
Les applications des grilles d’entraînement ne sont pas complètement décrites dans cette
norme mais peuvent comprendre
– une technique pour détecter les variations de la réponse en fréquence d’un microphone,
– une technique pour déterminer l’influence des conditions ambiantes sur la réponse d'un
microphone,
– une technique de détermination de la réponse en fréquence en champ libre ou en pression
d’un microphone sans nécessiter un équipement acoustique spécifique, par application de
valeurs de corrections prédéterminées spécifiques des modèles de grille d'entraînement et
de microphone utilisés,
– une technique d'étalonnage applicable aux fréquences élevées non couvertes spécifique-
ment par des méthodes d'étalonnage utilisant une excitation acoustique.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent
document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références
non datées, seule la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
CEI 61094-1, Microphones de mesure – Partie 1: Spécifications des microphones étalons de
laboratoire
CEI 61094-2, Microphones de mesure – Partie 2: Méthode primaire pour l’étalonnage en
pression des microphones étalons de laboratoire par la méthode de réciprocité
CEI 61094-3, Microphones de mesure – Partie 3: Méthode primaire pour l’étalonnage en
champ libre des microphones étalons de laboratoire par la méthode de réciprocité
CEI 61094-5, Microphones de mesure – Partie 5: Méthodes pour l’étalonnage en pression par
comparaison des microphones étalons de travail
GUIDE EXPRESS ISO/CEI:1995, Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (GUM)

61094-6  IEC:2004 – 11 –
MEASUREMENT MICROPHONES –
Part 6: Electrostatic actuators for determination
of frequency response
1 Scope
This part of IEC 61094
– gives guidelines for the design of actuators for microphones equipped with electrically
conductive diaphragms;
– gives methods for the validation of electrostatic actuators;
– gives a method for determining the electrostatic actuator response of a microphone.
The applications of electrostatic actuators are not fully described within this standard but may
include
– a technique for detecting changes in the frequency response of a microphone,
– a technique for determining the environmental influence on the response of a microphone,
– a technique for determining the free-field or pressure response of a microphone without
specific acoustical test facilities, by the application of predetermined correction values
specific to the microphone model and actuator used,
– a technique applicable at high frequencies not typically covered by calibration methods
using sound excitation.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 61094-1, Measurement microphones – Part 1: Specifications for laboratory standard
microphones
IEC 61094-2, Measurement microphones – Part 2: Primary method for pressure calibration of
laboratory standard microphones by the reciprocity technique
IEC 61094-3, Measurement microphones – Part 3: Primary method for free-field calibration of
laboratory standard microphones by the reciprocity technique
IEC 61094-5, Measurement microphones – Part 5: Methods for pressure calibration of working
standard microphones by comparison
ISO/IEC GUIDE EXPRESS: 1995, Guide to the expression of uncertainty in measurement
(GUM)
– 12 – 61094-6  CEI:2004
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans la CEI 61094-1
s’appliquent avec les suivants.
3.1
grille d’entraînement
dispositif destiné à la détermination de la réponse en fréquence des microphones et qui
comporte une plaque rigide, électriquement conductrice, placée à proximité de la membrane
du microphone de sorte qu’une tension alternative, appliquée entre la plaque et la membrane,
produise une force d’origine électrostatique qui simule une pression acoustique uniformément
répartie sur la surface de la membrane
3.2
réponse en fréquence d’un microphone à la grille d’entraînement
signal de sortie d’un microphone en fonction de la fréquence mesurée en utilisant un type
spécifié de grille d’entraînement à laquelle est appliquée une tension d’amplitude constante
en fonction de la fréquence, rapporté au signal de sortie à une fréquence donnée
NOTE La réponse en fréquence d’un microphone à la grille d’entraînement est exprimée en décibels (dB).
3.3
impédance acoustique de rayonnement
impédance acoustique chargeant la membrane du microphone sur sa face externe
-
NOTE 1 L’impédance acoustique de rayonnement est exprimée en pascal-seconde par mètre cube (Pa⋅s⋅ m ).
NOTE 2 L’impédance de rayonnement dépend de la présence et de la configuration de la grille d’entraînement.
4 Conditions ambiantes de référence
Les conditions ambiantes de références sont:
température  23,0 °C
pression statique 101,325 kPa
taux d’humidité relative  50 %
5 Principe de fonctionnement de la grille d’entraînement
5.1 Généralités
Dans la pratique, les mesures acoustiques sont effectuées dans des environnements très
différents où différents types de champs acoustiques existent. L’efficacité et la réponse en
fréquence des microphones de mesure dépendent du type du champ acoustique de sorte que
de façon idéale, il convient d'étalonner le microphone en utilisant un champ similaire à celui
qui existe sur le site de mesure. Les différents types de champ acoustique sont généralement
approchés par trois champs idéaux: champ libre, champ diffus et champ de pression.
Cependant, la réalisation de tels champs acoustiques idéaux qui conviennent pour
l’étalonnage des microphones de mesure dans le domaine des fréquences concernées est
techniquement difficile et nécessite des équipements de laboratoire coûteux. Aussi, la
méthode de la grille d’entraînement est utilisée pour déterminer une réponse en fréquence
relative des microphones de mesure. Cette méthode, qui prend en compte le type de champ
acoustique considéré en appliquant des corrections spécifiques prédéterminées, ne nécessite
pas de tels équipements.
61094-6  IEC:2004 – 13 –
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in IEC 61094-1 as well as
the following apply.
3.1
electrostatic actuator
device for determination of microphone frequency response comprising an electrically
conductive stiff plate placed near the microphone diaphragm such that a time-varying voltage,
applied between the plate and the diaphragm, produces an electrostatic force that simulates a
sound pressure uniformly distributed over the surface of the diaphragm
3.2
electrostatic actuator response of a microphone
microphone output as a function of frequency measured using a specified design of electro-
static actuator driven by a voltage that is of uniform amplitude with frequency, relative to the
output at a specified frequency
NOTE Electrostatic actuator response is expressed in decibels (dB).
3.3
acoustic radiation impedance
acoustic impedance loading the microphone diaphragm on its outer surface
–
NOTE 1 Acoustic radiation impedance is expressed in pascal-second per cubic meter (Pa⋅s⋅ m ).
NOTE 2 The radiation impedance depends on the presence and design of the actuator.
4 Reference environmental conditions
The reference environmental conditions are:
temperature 23,0 °C
static pressure 101,325 kPa
relative humidity 50 %
5 Principle of electrostatic actuator operation
5.1 General
In practice, measurements of sound are made in many different environments where different
types of sound fields exist. The sensitivity and frequency response of measurement
microphones depend on the type of sound field, so ideally the microphone should be
calibrated using a similar type of field to that which exists on the measurement site. The
various types of sound fields are generally approximated by three idealized fields: free field,
diffuse-field and pressure-field.
However, the establishment of such idealized sound fields, which are suitable for calibration
of measurement microphones over the frequency ranges of interest is technically difficult and
requires costly acoustical laboratory facilities. Therefore, the electrostatic actuator method is
used for determining a relative frequency response of measurement microphones. This
method, which accounts for the type of sound field by using specific predetermined
corrections, requires no such facilities.

– 14 – 61094-6  CEI:2004
Aux fréquences élevées, l'efficacité en champ libre d'un microphone est déterminée par le
comportement de sa membrane et par les effets de diffraction et de réflexion produits par le
microphone.
L’effet du comportement de la membrane, qui peut être la cause d’écarts significatifs dans les
réponses relatives en fréquence entre différents microphones d'un même modèle, nécessite
une détermination spécifique. La détermination de la réponse en fréquence est réalisée par la
méthode de la grille d’entraînement.
L’effet de la diffraction et de la réflexion dépend du type de champ acoustique, de la forme et
des dimensions du microphone. Comme ces paramètres sont sensiblement les mêmes pour
tous les microphones d’un même modèle, les effets de diffraction et de réflexion ne diffèrent
pas de manière significative entre les différents microphones d’un même modèle.
Aussi, des corrections pour des types spécifiques de champ acoustique peuvent être
déterminées une fois pour toutes pour un modèle de microphone et être appliquées ensuite à
la réponse à la grille d'entraînement de n’importe quel microphone de ce modèle.
Les corrections pour le champ libre et le champ de pression sont calculées en déterminant
respectivement les réponses en fréquence d’un ou de plusieurs microphones d’un même
modèle par utilisation des méthodes d’étalonnage acoustiques, comme celles qui sont
données par exemple dans la CEI 61094-2 et la CEI 61094-3 et en retranchant la réponse
correspondante obtenue à la grille d’entraînement.
En principe, la méthode d'étalonnage à la grille d’entraînement peut être utilisée depuis des
fréquences très basses jusqu’à des fréquences très élevées. Cependant, la grille n’excite
que la membrane du microphone et n’agit pas au niveau de la fuite d’égalisation des
pressions statiques, qui est généralement exposée à l’onde acoustique quand les mesures
ont lieu en champ libre. L’excitation due à la grille correspond à celle d’un champ de pression
et ne peut donc pas être utilisée pour la détermination de la fréquence limite inférieure
d’utilisation dans des conditions de champ libre. Il convient de ne déterminer la réponse en
champ libre à l'aide d'une grille d'entraînement que pour des fréquences qui sont au moins 10
fois plus grandes que la fréquence limite inférieure déterminée par la constante de temps du
système d’égalisation de pression du microphone. Aux fréquences basses, une petite
perforation de la membrane du microphone entraînera divers effets sur la réponse à la grille
d’entraînement et sur les réponses acoustiques en champ de pression ou en champ libre. Aux
fréquences élevées, le degré avec lequel l'excitation avec la grille d'entraînement se
rapproche de celle qui correspond à un champ de pression dépend de la relation entre
l’impédance acoustique de la membrane du microphone et l’impédance de rayonnement
acoustique de la membrane du microphone avec la grille en place. Cette relation est décrite
en 5.3 alors que 9.3 décrit quelques conséquences pratiques pour la détermination des
caractéristiques d'un microphone en fonction de l'environnement.
5.2 Pression électrostatique
La plaque rigide et électriquement conductrice de la grille d’entraînement est placée à
proximité de la membrane du microphone et parallèlement à celle-ci, voir Figure 1. Elle forme
un condensateur électrique avec la membrane du microphone qui doit aussi être conductrice.
Quand une tension est appliquée entre les armatures du condensateur, la grille produit une
force F répartie sur toute la surface de la membrane; voir l’ Equation (1) ci-dessous.
La pression correspondante p produite de manière électrostatique est définie par l’Equa-
act
tion (2). Les effets de bord sont négligés. Le rapport entre la surface effective de la grille et la
surface active de la membrane est une constante généralement inférieure à l'unité puisque la
grille est munie de perforations pour des raisons acoustiques.

61094-6  IEC:2004 – 15 –
At higher frequencies, the free-field sensitivity of a microphone is determined by the
behaviour of its diaphragm and the sound diffraction and reflection caused by the microphone.
The effect of the diaphragm behaviour, which may cause significant differences in the relative
frequency responses between individual microphones of the same model, requires specific
determination. This frequency response determination is performed using the electrostatic
actuator method.
The effect of the diffraction and reflection depends on the type of sound field and on the
shape and dimensions of the microphone. As these parameters are essentially the same for
all microphones of the same model, the influence of diffraction and reflection does not differ
significantly between individual microphones of the same model.
Therefore, corrections for specific types of sound field may be determined once for a model of
microphone and subsequently applied to the electrostatic actuator response of any
microphones of that model.
Free-field and pressure-field corrections are calculated by determining the respective
frequency responses of one or more microphones of the same model by using acoustical
calibration methods, for example, those in IEC 61094-2 and IEC 61094-3, and by subtracting
the respective electrostatic actuator responses.
In principle, the electrostatic actuator calibration method may be used from very low to very
high frequencies. However, the actuator excites the microphone diaphragm only and not the
static pressure equalisation vent, which is generally exposed to sound when measurements
are made in a free-field. The actuator excitation corresponds to that of a pressure-field and
thus cannot be used for determination of the lower limiting frequency under free-field
conditions. Free-field response determinations by electrostatic actuator should only be made
at frequencies which are at least 10 times greater than the lower limiting frequency derived
from the time constant of the venting system of the microphone. At low frequencies, a small
perforation in the microphone diaphragm will exhibit different effects in the actuator response
and in the a
...