La **taratura** degli strumenti acustici garantisce la precisione e la [[Riferibilità delle misure|riferibilità]] dei rilievi fonometrici. Essa si divide in controlli di taratura sul campo tramite pistonofoni e tarature assolute di laboratorio basate sul metodo di reciprocità. ```mermaid graph LR A[Taratura acustica] --> B[Controllo sul campo] A --> C[Taratura assoluta] B --> D[Pistonofono] C --> E[Metodo reciprocità] classDef main fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px; classDef sub fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px; class A,C,E main; class B,D sub; ``` #### Controllo di taratura sul campo Prima e dopo ogni sessione di misura con [[Il fonometro|fonometri]], si esegue una verifica rapida utilizzando il **pistonofono**. ![[Pasted image 20260612150422.png]] *FIGURA: Taratura del microfono mediante pistonofono* Questo dispositivo accoppia meccanicamente il [[Il microfono|microfono]] a una cavità di volume noto. All'interno, uno o più pistoni azionati elettronicamente oscillano a frequenza costante, generando un livello di pressione sonora sinusoidale noto e certificato (tipicamente $94\text{ dB}$ o $114\text{ dB}$ a $1000\text{ Hz}$). #### Taratura assoluta e metodo di reciprocità Per definire i campioni primari si utilizza il **metodo di reciprocità elettroacustica** (norme IEC 61094). Questo metodo sfrutta la reversibilità dei microfoni capacitivi stabili, in grado di funzionare sia come sensori (pressione-tensione) sia come attuatori (tensione-pressione). Accoppiando acusticamente due microfoni reciproci all'interno di una cavità di dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda del suono generato (garantendo pressione uniforme), si ricava il prodotto delle loro sensibilità $S_1$ e $S_2$: $S_1 S_2 = \frac{U_2}{I_1 Z_a}$ dove $U_2$ è la tensione di uscita del secondo microfono, $I_1$ è la corrente di eccitazione del primo e $Z_a$ è l'impedenza acustica della cavità. Utilizzando un terzo microfono e ripetendo l'accoppiamento a coppie, si ottiene un sistema di tre equazioni in tre incognite che permette di determinare le sensibilità assolute con un'[[Tolleranza e incertezza|incertezza]] estremamente ridotta (fino a $0.05\text{ dB}$). ### Esempi ed esercizi #### 1. Esempio pratico (Tecnica di Feynman) Immagina di dover calibrare tre righelli di cui non conosci la scala esatta, ma sai che se li accosti a due a due puoi misurare la differenza di lunghezza tra loro. Accostando il righello A con B, poi B con C, e infine C con A, ottieni tre relazioni matematiche. Risolvendo questo semplice sistema, riesci a ricavare la lunghezza esatta di ciascun righello senza bisogno di un quarto righello "perfetto". Il metodo di reciprocità fa esattamente questo con tre microfoni in una scatolina sigillata, facendoli cantare e ascoltare a turno. #### 2. Verifica delle competenze ##### Domande di teoria - [ ] Qual è la differenza concettuale tra un controllo di taratura con pistonofono e una taratura primaria per reciprocità? - [ ] Perché nel metodo di reciprocità la cavità di accoppiamento deve essere piccola rispetto alla lunghezza d'onda del segnale acustico? - [ ] Quale proprietà fisica del microfono capacitivo rende possibile l'applicazione del principio di reciprocità? ##### Esercizi - [ ] Calcolare il prodotto delle sensibilità $S_1 S_2$ di due microfoni accoppiati in una cavità con impedenza acustica $Z_a = 1.2 \times 10^5\text{ Pa}\cdot\text{s/m}^3$, sapendo che una corrente di eccitazione $I_1 = 10\text{ mA}$ sul primo microfono genera una tensione di uscita $U_2 = 1.5\text{ mV}$ sul secondo. - [ ] Un pistonofono genera una pressione efficace di $2\text{ Pa}$ all'interno della sua cavità. Determinare il livello di pressione sonora equivalente in decibel (dB) considerando la pressione di riferimento $p_0 = 20\ \mu\text{Pa}$. ### Collegamenti --- *Per risposte, ulteriori esercizi e approfondimenti consultare le risorse di riferimento.* > [!info]- Risorse > ![[!Misure meccaniche e termiche#Risorse#Bibliografia]] > ![[!Misure meccaniche e termiche#Risorse#Approfondimenti]]