Schall-Umrechner
Rechnen Sie Schalldruckpegel zwischen dB SPL, Pa und µPa um oder Schallintensität zwischen dB IL und W/m². Geben Sie einen Schallwert ein und wählen Sie die Ausgangs- und Zieleinheit.
Schallpegel, Schalldruck, Intensität und Leistung umrechnen
Formel des Schall-Umrechners
Dabei gilt:
- \(p\) — Schalldruck in Pascal (Pa)
- \(p_0\) — Bezugsschalldruck in Luft, \(20\times10^{-6}\) Pa
- \(L_p\) — Schalldruckpegel in dB SPL
Diese Formel rechnet einen Schalldruckpegel in den zugehörigen Druck um. Der Rechner unterstützt auch die umgekehrte Umrechnung, Umrechnungen mit Mikropascal sowie separate Umrechnungen der Schallintensität.
Schall-Umrechner – Rechenbeispiel
Beispiel: Rechnen Sie den Standard-Schallwert von 85 dB SPL in Pa um.
\[p=(20\times10^{-6})10^{85/20}\approx0.355655882\ \mathrm{Pa}\]
Ergebnis: 0,355656 Pa, gerundet auf sechs Dezimalstellen.
So benutzen Sie den Rechner
- Geben Sie eine nichtnegative Zahl als Schallwert ein. Der Standardwert ist 85.
- Wählen Sie die aktuelle Einheit des Werts unter Ausgangseinheit.
- Wählen Sie die gewünschte Einheit unter Zieleinheit. Die Standardeinstellung rechnet dB SPL in Pa um.
- Lesen Sie den Umgerechneten Schallwert ab. Steht dort „Nicht unterstützte Umrechnung“, wählen Sie eines der unten aufgeführten unterstützten Einheitenpaare.
Der Rechner unterstützt Umrechnungen in beide Richtungen zwischen dB SPL und Pa, dB SPL und µPa sowie dB IL und W/m². Er rechnet Pa nicht direkt in µPa um, obwohl beide Druckeinheiten sind; für diese Umrechnung nutzen Sie einen Druck-Umrechner oder multiplizieren Pa mit einer Million.
Was Schalldruck- und Intensitätspegel bedeuten
Schalldruck ist die Druckänderung, die mit einer Schallwelle einhergeht. Pascal (Pa) und Mikropascal (µPa) geben seinen Betrag auf einer linearen Skala an: \(1\ \mathrm{Pa}=1{,}000{,}000\ \mathrm{\mu Pa}\). Der Schalldruckpegel, oder dB SPL, drückt den Druck als logarithmisches Verhältnis zum Bezugswert des Rechners von \(20\ \mathrm{\mu Pa}\) in Luft aus. Somit entspricht 0 dB SPL 20 µPa, nicht einem Druck von null.
Für den Druck gilt \(L_p=20\log_{10}(p/p_0)\). Eine Erhöhung um 20 dB SPL entspricht dem Zehnfachen des Drucks; eine Erhöhung um etwa 6 dB entspricht dem Doppelten des Drucks. Diese Beziehungen beschreiben Druckverhältnisse, nicht unbedingt, wie viel lauter ein Klang für einen Hörer erscheint. Die empfundene Lautstärke hängt außerdem von der Frequenz und weiteren Bedingungen ab. Wenn Sie Perioden pro Sekunde in andere Frequenzeinheiten umrechnen möchten, nutzen Sie den Frequenz-Umrechner.
Schallintensität beschreibt die akustische Leistung, die durch eine Fläche tritt, und wird in Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen. Der Rechner verwendet eine Bezugsintensität von \(I_0=10^{-12}\ \mathrm{W/m^2}\) und die Beziehung \(L_I=10\log_{10}(I/I_0)\). Eine Erhöhung um 10 dB IL bedeutet die zehnfache Intensität. Folglich entspricht 0 dB IL \(10^{-12}\ \mathrm{W/m^2}\), nicht einer Intensität von null.
Obwohl beide Pegel Dezibel verwenden, beschreiben dB SPL und dB IL unterschiedliche physikalische Größen. Die Umrechnung eines gemessenen Drucks in eine Intensität erfordert Informationen über das akustische Medium und die Wellenbedingungen; das Auswählen der einen Dezibel-Einheit anstelle der anderen liefert diese Informationen nicht. Dieser Rechner hält Druck- und Intensitätsumrechnungen getrennt.
Annahmen und praktische Grenzen
- Die Bezugswerte sind fest. Der Rechner verwendet 20 µPa für dB SPL und \(10^{-12}\ \mathrm{W/m^2}\) für dB IL. Prüfen Sie den Bezugswert Ihrer Quelle, bevor Sie Ergebnisse vergleichen.
- Verwenden Sie positive lineare Werte für logarithmische Umrechnungen. 0 Pa, 0 µPa und 0 W/m² haben keinen endlichen Dezibelpegel, da ihre Logarithmen nicht definiert sind. Negative lineare Eingaben werden nicht akzeptiert.
- Negative Dezibel-Eingaben sind nicht möglich. Das Feld für den Schallwert hat ein Minimum von null, obwohl Pegel unter 0 dB SPL oder 0 dB IL bezogen auf ihre Bezugswerte mathematisch möglich sind.
- Ergebnisse werden auf sechs Dezimalstellen gerundet. Sehr kleine Intensitäten können daher als 0 W/m² angezeigt werden. So steht 0 dB IL beispielsweise für \(10^{-12}\ \mathrm{W/m^2}\), aber das angezeigte Ergebnis wird auf 0 W/m² gerundet; die zugrunde liegende Intensität ist nicht null.
- Es handelt sich um eine Einheitenumrechnung, nicht um eine Lärmexpositions-Bewertung. Es wird keine Frequenzbewertung angewendet, die Expositionsdauer berücksichtigt oder ein zeitlich gemittelter Pegel berechnet. Schallleistung in Watt (W) wird ebenfalls nicht umgerechnet.
Prüfen Sie für aussagekräftige Messungen, ob ein angegebener Druck ein Effektivwert (RMS) oder ein Spitzenwert ist und ob ein angegebener Dezibelpegel bewertet ist, z. B. dB(A). Eine Änderung dieser Messkonventionen kann die Interpretation verändern, selbst wenn die Einheitsbezeichnung ähnlich aussieht.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechne ich dB SPL selbst aus einer Druckmessung?
Teilen Sie den gemessenen Effektivdruck durch 20 µPa, ziehen Sie den Logarithmus zur Basis 10 und multiplizieren Sie mit 20. Beispielsweise ist 0,2 Pa das 10.000-Fache des Bezugsdrucks, also beträgt der Pegel \(20\log_{10}(10{,}000)=80\) dB SPL. Verwenden Sie eine Effektivwert-Messung des Drucks; das Einsetzen eines Spitzenwerts ergibt einen anderen Pegel.
Welcher Schallpegel ist typisch für ein ruhiges Zimmer oder ein Gespräch?
Ein ruhiges Zimmer liegt möglicherweise bei etwa 30–40 dB SPL, ein normales Gespräch in geringer Entfernung oft bei etwa 60 dB SPL. Dies sind grobe Beispiele, keine Richtwerte: Hintergrundgeräusche, Entfernung, Raumakustik und die Messmethode können das Ergebnis verändern. Eine einzelne Zahl beschreibt auch nicht, welche Frequenzen vorhanden sind.
Bedeutet eine Erhöhung um 3 dB, dass sich der Schalldruck verdoppelt?
Nein. Ein Anstieg um 3 dB entspricht unter vergleichbaren Bedingungen etwa der doppelten Intensität, aber nur etwa dem 1,41-Fachen des Effektivdrucks. Zwei gleich laute, unabhängige Schallquellen erzeugen oft einen gemeinsamen Pegel, der etwa 3 dB über dem jeder einzelnen Quelle liegt. Diese Regel gilt möglicherweise nicht für kohärente Quellen oder wenn eine Quelle viel lauter ist als die andere.
Wie groß ist der Unterschied zwischen Spitzen- und Effektiv-Schalldruckpegel?
Bei einer reinen Sinuswelle ist der Spitzendruck das \(\sqrt{2}\)-Fache des Effektivdrucks, wodurch der auf der Spitze basierende Pegel etwa 3,01 dB höher liegt. Es gibt keine universelle 3-dB-Korrektur für Sprache, Musik oder andere komplexe Schallsignale: deren Verhältnisse von Spitze zu Effektivwert variieren. Prüfen Sie, welche Druckgröße Ihr Messgerät angibt, bevor Sie Messwerte vergleichen.
Kann Schalldruck zur Schätzung der Schallintensität verwendet werden?
Ja, aber nur mit Annahmen über das Schallfeld und das Medium. Für eine fortschreitende ebene Welle kann die Intensität als \(I=p_{\mathrm{RMS}}^2/(\rho c)\) geschätzt werden, wobei \(\rho\) die Dichte des Mediums und \(c\) die Schallgeschwindigkeit ist. Reflexionen, stehende Wellen und Nahfeldmessungen können diese Schätzung unzuverlässig machen. Eine Druckmessung allein legt die Intensität nicht in jeder Situation fest.
Sind 85 dB SPL gefahrlos anzuhören?
Eine sichere Expositionsdauer lässt sich nicht allein aus einem unbewerteten dB-SPL-Wert bestimmen. Empfehlungen zum Gehörrisiko verwenden in der Regel zeitlich gemittelte, A-bewertete Pegel: So empfiehlt etwa NIOSH, die berufliche Exposition auf 85 dB(A) gemittelt über acht Stunden zu begrenzen, bei höheren Pegeln mit kürzeren Dauerzeiten. Bei häufiger oder unangenehmer Exposition sollten Sie diese angemessen messen und Gehörschutz in Erwägung ziehen.