標準解讀

《JJF 1340-2012 20 Hz~2 000 Hz矢量水聽器校準規(guī)范》是中國國家計量技術規(guī)范之一,專門針對工作頻率范圍在20 Hz至2 000 Hz之間的矢量水聽器的校準方法進行了詳細規(guī)定。該標準旨在確保此類設備測量結果的一致性和準確性,適用于各類研究機構、生產(chǎn)企業(yè)以及使用單位對相關產(chǎn)品進行性能測試和質量控制時參照執(zhí)行。

文件首先定義了矢量水聽器的基本概念及其分類,并明確了校準過程中所需的主要術語與定義,包括但不限于靈敏度、相位響應等關鍵參數(shù)。接著,標準描述了校準前準備工作的具體要求,如環(huán)境條件(溫度、濕度)、聲場特性及被測設備狀態(tài)檢查等內容,以保證校準實驗的有效性。

對于實際操作流程,《JJF 1340-2012》給出了詳細的步驟指導,涵蓋了從安裝調試到數(shù)據(jù)采集分析全過程。其中特別強調了采用合適的方法來確定矢量水聽器的靈敏度曲線及其方向性特征,并通過多次重復測量提高結果可靠性。此外,還提出了如何處理不確定度評定問題,確保最終報告能夠全面反映被測對象的真實情況。

最后,本規(guī)范還列舉了一些典型應用場景下的特殊考慮事項,幫助使用者更好地理解和應用這些原則于實際工作中。通過遵循這份技術文檔中所列的各項規(guī)定,可以有效提升20 Hz~2 000 Hz范圍內矢量水聽器產(chǎn)品的整體性能水平。


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  • 2012-03-20 頒布
  • 2012-06-20 實施
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文檔簡介

零零蘆中華人民共和國國家計量技術規(guī)范J J F1 3 4 0 一2 0 1 22 0H z 20 0 0H z 矢量水聽器校準規(guī)范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rV e c t o rH y d r o p h o n e si nF r e q u e n c yR a n g e2 0H zt o20 0 0H z2 0 1 2 - 0 3 - 2 0 發(fā)布2 0 1 2 0 6 2 0 實施國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布2 0H z 20 0 0H z 矢量水聽器校準規(guī)范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rV e c t o rH y d r o p h o n e si nF r e q u e n c yR a n g e2 0H zt o20 0 0H z歸口單位:全國聲學計量技術委員會主要起草單位:中國船舶重工集團公司第七一五研究所參加起草單位:中國科學院聲學研究所中國船舶重工集團公司海聲科技有限公司本規(guī)范委托全國聲學計量技術委員會負責解釋本規(guī)范起草人:趙涵( 中國船舶重工集團公司第七一五研究所)費騰( 中國船舶重工集團公司第七一五研究所)禹建( 中國船舶重工集團公司第七一五研究所)參加起草人:朱厚卿( 中國科學院聲學研究所)郭林發(fā)( 中國船舶重工集團公司海聲科技有限公司)J J F1 3 4 0 - - 2 0 1 2目錄引言一1 范圍一2 引用文件一3 術語和計量單位一3 1 矢量水昕器3 2 矢量水聽器的聲壓靈敏度級3 3 矢量水聽器振速靈敏度級3 4 矢量水聽器聲壓梯度靈敏度級- -3 5 軸向靈敏度不對稱性- 3 6 橫向抑制比- 4 概述- 5 計量特性一5 1 聲壓靈敏度級- 5 2 振速靈敏度級- 5 3 聲壓梯度靈敏度級- 5 4 矢量一聲壓通道的相位差一5 5 指向性一6 校準條件- 6 1 環(huán)境條件一6 2 測量標準及其他設備一7 校準項目和校準方法一7 1 校準項目一7 2 校準方法一8 校準結果表達一8 1 校準數(shù)據(jù)處理-8 2 校準證書一8 3 校準結果的測量不確定度-9 復校時間間隔一附錄A 校準證書的內容附錄B 駐波管設計要求附錄C 聲壓靈敏度級測量不確定度的評定示例i ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ; )1111112222222223333444888889K “l(fā) ( ;( ( 1 ( ;( ( ( 1 ;標準分享網(wǎng) w w w .b z f x w .c o m 免費下載 J J F1 3 4 0 2 0 1 2引言本規(guī)范依據(jù)J J F1 0 7 l 一2 0 1 0 國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則進行編制。本規(guī)范參考了G B T4 1 3 0 - - 2 0 0 0 聲學水聽器低頻校準方法中規(guī)定的水聽器聲壓靈敏度二級校準方法。J J F1 3 4 0 2 0 1 22 0H z 20 0 0H z 矢量水聽器校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于常壓下、2 0H z 20 0 0H z 頻率范圍內使用的矢量水聽器的校準。2 引用文件本規(guī)范引用下列文件:J J F1 0 0 l 一2 0 1 1 通用計量術語及定義J J F1 0 3 4 - - 2 0 0 5 聲學計量名詞術語及定義J J F1 0 5 9 - - 1 9 9 9 測量不確定度評定與表示G B3 1 0 2 7 1 9 9 3 聲學的量和單位G B T3 9 4 7 1 9 9 6 聲學名詞術語G B T4 1 3 0 - - 2 0 0 0 聲學水聽器低頻校準方法凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本( 包括所有的修改單) 適用于本規(guī)范。3 術語和計量單位J J F1 0 0 1 2 0 1 l 、J J F1 0 3 4 - - 2 0 0 5 、G B3 1 0 2 7 1 9 9 3 和G B T3 9 4 7 - - 1 9 9 6 界定的及以下術語和定義適用于本規(guī)范。本規(guī)范采用G B T3 1 0 2 7 1 9 9 3 規(guī)定的量和單位。3 1 矢量水聽器v e c t o rh y d r o p h o n e輸出電壓與質點振速或聲壓梯度成比率的水聽器,其指向性圖具有與余弦函數(shù)相似形狀的特性,并且該特性不隨頻率的改變而變化。3 2 矢量水聽器的聲壓靈敏度級( M ,) p r e s s u r es e n s i t i v i t yl e v e lo fv e c t o rh y d r o p h o n e矢量水聽器聲壓靈敏度M ,平方與參考聲壓靈敏度M 。t 平方之比的以1 0 為底的對數(shù)乘以1 0 。注:1 單位為分貝( d B ) 。2M 。f = 1V p P a 。3 3 矢量水聽器振速靈敏度級( 毛) p a r t i c l ev e l o c i t ys e n s i t i v i t yl e v e lo fv e c t o rh y d r o p h o n e矢量水聽器振速靈敏度艦平方與參考振速靈敏度M 一平方之比的以1 0 為底的對數(shù)乘以1 0 。注:1 單位為分貝( d B ) 。2M 。d 一1 V ( m S 一1 ) 。1標準分享網(wǎng) w w w .b z f x w .c o m 免費下載 J J F1 3 4 0 - - 2 0 1 23 4矢量水聽器聲壓梯度靈敏度級( M 0 ) p r e s s u r eg r a d i e n ts e n s i t i v i t yl e v e lo fv e c t o rh y d r o p h o n e矢量水聽器聲壓梯度靈敏度M 。平方與參考聲壓梯度靈敏度M 。e 平方之比的以1 0為底的對數(shù)乘以1 0 。注:1 單位為分貝( d B ) 。2M “一1V ( g P a m - 1 ) 。3 5 軸向靈敏度不對稱性d i f f e r e n c eo fa x i a ls e n s i t i v i t y矢量水聽器矢量通道的接收靈敏度兩極大值之差。注:1單位為分貝( d B ) 。2也稱為指向性不對稱性或最大值不均勻性。3 6 橫向抑制比l a t e r a lr e j e c t i o nr a t i o矢量水聽器矢量通道極大值與極小值之差。注:1 單位為分貝( d B ) 。2 也稱為凹點深度。4 概述矢量水聽器用于測量媒質質點振速或聲壓梯度。在聲波作用下,矢量水聽器產(chǎn)生與媒質中質點振速或聲壓梯度值成正比的開路電壓值。根據(jù)敏感元件材料的不同,矢量水聽器可以分為壓電式、壓阻式、光纖式等;根據(jù)拾振原理的不同,又可分為同振式和壓差式等。通常的矢量水聽器內部還包含聲壓通道。矢量水聽器由靈敏元件、水密包覆層、支撐結構、前置放大器和電纜等組成。5 計量特性5 1 聲壓靈敏度級在校準的頻率范圍內,矢量水聽器的聲壓靈敏度級一般在2 4 0d B1 5 0d B之間。5 2 振速靈敏度級在校準的頻率范圍內,矢量水聽器的振速靈敏度級一般在一1 1 7d B 一2 7d B 之間。5 3 聲壓梯度靈敏度級在校準的頻率范圍內,矢量水聽器的聲壓梯度靈敏度級一般在一2 1 9d B 一1 6 9d B之間。5 4 矢量一聲壓通道的相位差帶有聲壓通道的矢量水聽器,在矢量通道的極大值正方向上,矢量通道和聲壓通道之間的相位差卿_ 。( 讓分別表示矢量X 、Y 、z 通道) 。2J J F1 3 4 0 2 0 1 25 5 指向性在校準的頻率范圍內,矢量水聽器的橫向抑制比一般不低于2 0d B ,軸向靈敏度不對稱性一般不超過1d B 。注:本規(guī)范中提出的計量特性的技術指標不是用于合格判別,僅是提供參考。6 校準條件6 1 環(huán)境條件環(huán)境條件及其要求如下:a ) 環(huán)境溫度:1 0 3 0 ;b ) 相對濕度:3 0 9 0 ;c ) 腔內液體媒質溫度:5 3 0 。6 2 測量標準及其他設備6 2 1 標準水聽器最大直徑不應大于4 0m m ,聲壓靈敏度級不應小于一2 0 0 0d B ,校準結果的測量不確定度不應大于0 7d B ( 一2 ) 。6 2 2 駐波管在校準頻率范圍內,發(fā)射換能器在駐波管中輻射聲波形成的駐波聲場信噪比不應小于2 0d B ,駐波管內聲場聲壓在校準期間內變化不應超過0 1d B ,徑向聲場分布不均勻性不大于0 7d B ,具體設計要求見附錄B 。6 2 3 垂直回轉裝置垂直回轉裝置能繞水平軸做垂直回轉,回轉角度應大于3 6 0 。,回轉角度示值誤差不應超過1 。回轉裝置浸沒在測量媒質中的部分對聲場的幅度影響應小于0 5d B ,相位影響應小于2 。;回轉裝置應能進行回轉角度讀取,分辨力不小于0 5 。6 2 4 信號源在校準頻率范圍內,最大輸出幅度不應小于1V 有效值,在校準期間內輸出幅度變化不應超過士0 1 ,頻率示值誤差不應超過0 1 。6 2 5 交流數(shù)字電壓表在校準頻率范圍內,交流電壓測量最大允許誤差不應超過士1 。6 2 6 相位計在校準頻率范圍內,相位測量的最大允許誤差不應超過0 2 。6 2 7 前置放大器在校準頻率范圍內,輸入阻抗不應小于1 0 0M n ,動態(tài)范圍不應小于6 0d B ,增益誤差不超過士0 1d B 。6 2 8 濾波器在校準頻率范圍內,頻帶寬度任意可調,衰減斜度不應小于4 8d B o c t 。6 2 9 電子開關在校準頻率范圍內,通道隔離度不應小于8 0d B 。3J J F1 3 4 0 2 0 1 26 2 1 0 功率放大器在校準頻率范圍內,最大輸出功率不應小于5 0W ,輸出波形失真系數(shù)不大于2 。6 2 1 1 直尺量程不應小于3 0 0m m ,最小分度為1m m 。7 校準項目和校準方法7 1 校準項目矢量水聽器的校準項且見表1 。表1 矢量水聽器校準項目一覽衰編號項目名稱技術要求的條款號校準方法的條款號l聲壓靈敏度級5 17 2 32振速靈敏度級5 27 2 33聲壓梯度靈敏度級5 37 2 34矢量一聲壓通道的相位差5 47 2 45指向性5 57 2 57 2 校準方法7 2 1 外觀矢量水聽器的外觀應完好,無影響正常工作的機械損傷等,矢量水聽器應有明顯的信號線、地線和供電線的標記,并說明供電電壓值。7 2 2 校準前準備a ) 用除氣水或其他測量媒質充滿駐波管,并排除腔內氣泡;b ) 用無腐蝕作用的洗滌劑擦洗矢量水聽器和標準水聽器的表面,在媒質中浸泡至少1h 后,按照矢量水聽器的安裝要求,固定于回轉支架上,并用直尺測量矢量水聽器的測量深度d 和標準水聽器的測量深度d 。;c ) 按照圖1 所示連接各儀器設備、駐波管及矢量水聽器;d ) 開啟所有校準用儀器設備,并預熱1 5m i n 以上;e ) 在實際工作狀態(tài)下,通過對發(fā)射換能器的激勵和停止,測量標準水聽器和矢量水聽器開路輸出電壓的信噪比,其值應不小于2 0d B ;f ) 將功率放大器的增益調至校準工作頻率范圍內,矢量水聽器的開路電壓不應發(fā)生飽和失真。7 2 3 聲壓靈敏度級、振速靈敏度級和聲壓梯度靈敏度級7 2 3 1 校準原理校準裝置的框圖如圖1 所示。駐波管是一個不銹鋼制成的開口腔體,底部安裝有發(fā)射換能器,腔體內充有測量媒質,可以是清潔的水,也可以是其他測量媒質。標準水聽器和矢量水聽器分別置于距媒質表面d 。和d 處。由于管中為駐波聲場,根據(jù)駐波聲場聲壓分布理論,矢量水聽器的聲壓靈敏度級、振速靈敏度級和聲壓梯度靈敏度級分別由公式( 1 ) 、公式( 2 ) 和公式( 3 ) 給出。校準頻率按1 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。4J J F1 3 4 0 2 0 1 2M p = M o + 2 0 g 陸) + z o g ( 醬)M o M 。+ 2 0 l g ( p c )M = M p 一2 0 l g ( k )式中:M 。一一矢量水聽器的聲壓靈敏度級,d B ;M 。矢量水聽器的振速靈敏度級,d B ;M 。一矢量水聽器的聲壓梯度靈敏度級,d B ;M 。標準水聽器的聲壓靈敏度,d B ;U 。矢量水聽器的開路電壓,V ;u 。標準水聽器的開路電壓,V ;d 。標準水聽器的入水深度,m ;d 一矢量水聽器的入水深度,m ;口一媒質的密度,k g m 3 ; 波數(shù),k 一2 ,c ;r 頻率,H z ;c 媒質中聲速,m s 。器( 1 )( 2 )( 3 )圖1 校準裝置組成原理框圖7 2 3 2 校準步驟a ) 按照7 。2 。2 進行校準前的準備,校準流程如圖2 所示;b ) 通過回轉裝置調節(jié)矢量水聽器的角度,使被測矢量通道的輸出值為最大,并確定入水深度等測量參數(shù);c ) 調節(jié)信號源,產(chǎn)生所需頻率的信號;d ) 將電子開關切換至矢量水聽器信號輸出通道,( ,t 分別表示矢量X 、Y 、Z 通道) ,通過電壓表讀取矢量水聽器該通道的開路電壓L k ,;5J J F1 3 4 0 一2 0 1 2e ) 將電子開關切換至標準水聽器輸出通道,。,通過電壓表讀取標準水聽器的開路電壓U o ;f ) 記錄相關測量數(shù)據(jù);g ) 重復步驟c ) f ) 直至完成所有頻率點校準;h ) 按照公式( 1 ) 公式( 3 ) 處理測量數(shù)據(jù),得到矢量水聽器的聲壓靈敏度級、振速靈敏度級和聲壓梯度靈敏度級。圖2 矢量水聽器聲壓靈敏度校準流程圖7 2 4 矢量一聲壓通道的相位差7 2 4 1 校準原理如圖1 所示,矢量水聽器的被測通道;( 廠。分別表示矢量X 、Y 、z 通道) 置于駐波場中接收聲壓,測量每次- ,。相對于信號源輸出信號的相位差仇;同理獲得矢量水聽器聲壓通道相對于信號源輸出信號的相位差協(xié)。則矢量水聽器矢量一聲壓通道的相位差按公式( 4 ) 計算。校準頻率按I 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。甲P t 一銣一印( 4 )式中協(xié)一。矢量水聽器矢量一聲壓通道的相位差,( 。) ;矢量水聽器的聲壓通道相對于信號源輸出信號的相位差,( 。) ;n 矢量水聽器矢量通道相對于信號源輸出信號的相位差,i 指X 、Y 、z 通道,( 。) 。7 2 4 2 校準步驟a ) 按照7 2 2 進行校準前的準備,校準流程如圖3 所示;b ) 通過回轉裝置調節(jié)矢量水聽器的角度,使被測矢量通道的輸出值為最大,并確定入水深度等測量參數(shù);c ) 調節(jié)信號源,產(chǎn)生所需頻率的信號;d ) 將電子開關切換至矢量水聽器信號輸出通道J i ( J 表示矢量X 、Y 、z 通道) ,測量- ,相對于信號源輸出信號的相位差卿;6J J F1 3 4 0 - - 2 0 1 2e ) 將電子開關切換至矢量水聽器的聲壓輸出通道,測量聲壓通道相對于信號源輸出信號的相位差仍;f ) 記錄相關測量數(shù)據(jù);g ) 重復步驟c ) f ) 直至完成所有頻率點校準;h ) 按照公式( 4 ) 處理測量數(shù)據(jù),得到矢量水昕器的矢量一聲壓通道的相位差。圖3 矢量水聽器矢量一聲壓通道的相位差校準流程圖7 2 5 指向性7 2 5 1 校準原理如圖1 所示,指向性是換能器的靈敏度隨入射聲波方向變化而改變的特性,通常用指向性圖表示。通過回轉裝置帶動矢量水聽器在駐波管中沿水平軸垂直回轉,同時測量矢量水聽器各方向上的電壓輸出,最后進行歸一化處理,得到矢量水聽器的指向性圖。指向性圖通常用極坐標圖的形式表示,徑向坐標表示響應。徑向坐標可以是線性坐標,也可以是對數(shù)坐標,在指向性圖的明顯位置上有清晰的表述。校準頻率按1 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。7 2 5 2 校準步驟a ) 按照7 2 2 進行校準前的準備,并確定入水深度等測量參數(shù),校準流程如圖4所示;b ) 通過垂直回轉裝置將矢量水聽器按照一定角度間隔轉動,一般情況下轉動角度間隔不大于5 。,在極大值和極小值附近,轉動角度間隔不大于2 。;c ) 記錄當前的回轉角度值;d ) 通過電壓表測量當前矢量水聽器的輸出開路電壓;e ) 重復步驟b ) d ) 直至回轉完成;f ) 記錄回轉的角度及其對應的開路電壓測量數(shù)據(jù),并根據(jù)開路電壓的最大值對測量數(shù)據(jù)進行歸一化處理并繪制為極坐標圖,極坐標圖格式參考附錄A ;g ) 處理測量數(shù)據(jù),得到橫向抑制比、軸向靈敏度不對稱性。7J J F1 3 4 0 2 0 1 2( 儀器初始化)tIl 佘I 測量環(huán)境設置IN 、JI Yl 旋轉一定角度Il歸化計算l處理測量數(shù)據(jù)l 讀取當前角度II( 結柬)I 讀取被測電壓值l圖4 矢量水聽器指向性測量流程圖8 校準結果表達8 1 校準數(shù)據(jù)處理所有的數(shù)據(jù)應先計算,后修約。出具校準數(shù)據(jù)的有效位數(shù)按如下方法修約:a ) 聲壓靈敏度級、振速靈敏度級和聲壓梯度靈敏度級的測量結果,修約到0 1d B ;b ) 矢量一聲壓通道相位差的測量結果,修約到0 1 。;c ) 橫向抑制比和軸向靈敏度不對稱性的測量結果修約到0 1d B 。8 2 校準證書經(jīng)校準的矢量水聽器應出具校準證書。校準證書應包括的信息及推薦的校準證書的內頁格式參見附錄A 。8 3 校準結果的測量不確定度矢量水聽器校準結果的測量不確定度按J J F1 0 5 9 1 9 9 9 的要求評定,測量不確定度評定的示例見附錄C 。9 復校時間間隔矢量水聽器的復校時間間隔建議為1 年。然而,復校時間間隔的長短取決于儀器的使用情況( 使用部位的重要性、環(huán)境條件、使用頻率) 、使用人員、儀器本身質量等諸多因素,儀器使用者可根據(jù)實際使用情況并綜合考慮測量質量的要求決定復校的時間間隔。J J F1 3 4 0 2 0 1 2附錄A校準證書的內容A 1 校準證書至少應包括以下信息:a ) 標題,如“校準證書”;b ) 校準實驗室的名稱和地址;c ) 進行校準的地點( 如果不在實驗室內進行校準) ;d ) 證書的唯一性標識( 如編號) ,每頁及總頁數(shù)的標識;e ) 客戶的名稱和地址;f ) 被校對象的描述和明確標識;g ) 進行校準的日期;h ) 如果與校準結果的有效性應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明i ) 校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j ) 本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k ) 環(huán)境條件的描述;1 ) 校準結果及其測量不確定度的說明;m ) 對校準規(guī)范的偏離的說明;n ) 校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;o ) 校準結果僅對被校對象有效的聲明;p ) 未經(jīng)校準實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。J J F1 3 4 0 2 0 1 2A 2推薦的矢量水聽器校準證書的內頁格式矢量水聽器校準證書的內頁格式校準結果共頁第頁標準水聽器入水深度:m m 矢量水聽器入水深度:m m一、外觀:二、聲壓靈敏度級( 參考值:IV b t P a ) :f | H zM J d B | H zM _ p d B注:校準頻率按1 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。三、振速靈敏度級( 參考值:1 v ( m s 1 ) f | H zM J d Bf H zM 。d B注:校準頻率按1 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。1 0J J F1 3 4 0 2 0 1 2四、聲壓梯度靈敏度級( 參考值:1V ( t P a I T l l ) ) : | H zd B,H z峨d B注:校準頻率按1 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。五、矢量一聲壓通道的相位差:f H z似。( 。)9 ”( 。)外,( 。)注:校準頻率按1 3 倍頻程,或根據(jù)客戶的指定。J J F1 3 4 0 2 0 1 21 2J J F1 3 4 0 2 0 1 2附錄B駐波管設計要求駐波管示意圖見圖B 1 ,為垂直開口向上的厚壁剮性腔體,腔體一般采用不銹鋼加工,腔體內充滿測量媒質,測量媒質可以是蒸餾水,也可以是輕萘油等其他液體,發(fā)射換能器安裝在駐波管底部,垂直向上發(fā)射聲波。發(fā)射換能器在駐波管中輻射聲波形成的駐波聲場信噪比不應小于2 0d B ,校準頻率低于4 0 0H z 時,推薦采用電動式換能器,校準頻率高于4 0 0H z 時,推薦采用壓電式換能器。為保證腔體內聲場的均勻性,被校件的最大尺寸不應大于腔體半徑,為保證腔體足夠剛硬,2t D 不應小于0 4 。圖B 1 駐波管示意圖管內的聲場必須是均勻而且穩(wěn)定的,徑向聲場起伏應不超過0 7d B ,作頻率范圍上限( ) 應滿足公式( B 1 ) 的要求:,B 1 8 4 c ( D )式中:,B 工作頻率上限,H z ;c 測量媒質中的聲速,m s ;D 駐波管的等效直徑,m 。測量媒質中的聲速可由公式( B 2 ) 計算得到。C! ! 一廳萼1式中:C O 測量媒質中的自由場聲速,m s ;卜駐波管用材料的楊氏模量,N m 2 ;E 。測量媒質的體積彈性模量,N m 2 ;t 駐波管管壁的厚度,m 。駐波管的工( B 1 )( B 2 )J J F1 3 4 0 2 0 1 2附錄C聲壓靈敏度級測量不確定度的評定示例C 1 數(shù)學模型由聲壓靈敏度計算公式( C 1 ) :M , = U o + Z o l g ( 錛) + 2 0 1 9 ( 醬)( c 1 )可以展開得到:M j = M o + 2 0 l g ( U m ) 一2 0 l g ( U o ) + 2 0 g s i n ( 2 = f d o c ) 一2 0l g c o s ( 2 = f d c )( C 2 )C 2 不確定度的A 類評定不確定度的A 類評定由統(tǒng)計的方法獲得。在2 0H z 20 0 0H z 頻段對G 2 一l 矢量水聽器進行了6 次獨立校準,聲壓靈敏度級重復測量數(shù)據(jù)如表C 。1 所示,其中不確定度的A 類評定取實驗標準偏差的最大值,即s 。一0 3 6d B ,因此測量重復性引入的不確定度分量取為:“一= s 。一0 3 6d B 。表c 1 聲壓靈敏度級的測量數(shù)據(jù)f H zM 。d BM z d BM 3 d B艦d BM d BM 6 d BM 。,。d Bs 。d B2 02 0 3 82 0 3 52 0 3 52 0 4 02 0 3 82 0 4 02 0 3 80 2 32 52 0 3 。12 0 2 82 0 2 82 0 3 42 0 2 82 0 3 。32 0 3 。0O 2 73 1 52 0 2 22 0 1 92 0 2 02 0 1 _ 72 0 2 12 0 1 42 0 1 90 2 94 02 0 0 72 0 0 42 0 0 52 0 0 02 0 0 42 0 0 82 0 0 5O 2 86 31 9 6 31 9 6 119 6 01 9 6 21 9 6 11 9 6 21 9 6 20 1 08 01 9 4 71 9 4 2一1 9 3 91 9 3 9一1 9 4 11 9 4 21 9 4 20 2 91 0 01 9 2 619 2 41 9 2 419 2 4一1 9 2 51 9 2 21 9 2 40 1 31 2 51 9 0 8一1 9 0 6一1 9 0 61 9 0 5一1 9 0 61 9 0 41 9 0 60 1 31 6 01 8 8 6一1 8 8 31 8 8 4一1 8 8 41 8 8 31 8 8 31 8 8 40 1 22 0 01 8 6 81 8 6 51 8 6 51 8 6 71 8 6 51 8 6 5一1 8 6 6O 1 32 5 01 8 5 11 8 5 0一1 8 4 3一1 8 4 31 8 4 41 8 4 51 8 4 60 3 63 1 51 8 2 51 8 2 31 8 2 31 8 2 41 8 2 3一1 8 2 11 8 2 30 1 34 0 01 8 0 61 8 0 51 8 0 51 8 0 31 8 0 31 8 0 5一1 8 0 5O 1 25 0 01 7 8 91 7 8 61 7 8 61 7 8 81 7 8 21 7 8 6一1 7 8 60 2 46 3 01 7 6 81 7 6 61 7 6 61 7 6 51 7 6 41 7 6 417 6 60 1 58 0 01 7 4 91 7 4 61 7 4 61 7 4 51 7 4 61 7 4 7一1 7 4 70 1 410 0 01 7 3 01 7 2 6一1 7 2 71 7 2 81 7 2 51 7 2 7一1 7 2 70 1 712 5 01 7 1 51 7 1 5一1 7 1 51 7 1 5一1 7 1 51 7 1 71 7 1 50 0 816 0 0一1 6 9 51 6 9 5一1 6 9 21 6 9 5一1 6 9 516 9 51 6 9 5O 1 220 0 01 6 4 81 6 4 81 6 4 816 4 81 6 4 81 6 4 816 4 80 0 0J J F1 3 4 0 - - 2 0 1 2裹C 2 測量頻辜為2 5 0 H z 時原始測量數(shù)據(jù)序號U M m Vd o mU o m Vd m14 7 6 3 40 1 0 11 5 5 8O 1 0 124 7 8 4 80 1 0 11 5 4 40 1 0 234 9 5 2 2O 1 0 01 4 6 40 1 0 l44 9 3 8 0O 1 0 11 4 6 20 1 0 154 9 0 1 20 1 0 21 4 7 70 1 0 064 8 0 5 00 1 0 11 4 5 20 1 0 1平均值4 8 5 7 4O 1 0 11 4 9 30 1 0 1C 3 不確定度的B 類評定C 3 1 靈敏系數(shù)由式( c 2 ) 可求得聲壓靈敏度級測量不確定度的靈敏系數(shù)為:c ( M 0 ) 一揣一,c ( U p s , ,一殺粉一囂崢刪o ) _ 揣一器l g e一焉一半m2 n 。f d 0 1 s e刪) 一而aM e 一半t a n 警l s eC 3 2 不確定度的B 類評定主要來源1 ) 標準水聽器校準引入的不確定度分量標準水聽器校準結果的測量不確定度不應超過0 7 0d B ,以正態(tài)分布考慮,取 一1 9 6 ,則標準水聽器校準的標準不確定度為:“( M 0 ) 一0 7 0d B 1 9 6 = 0 3 6d E因其靈敏系數(shù)c ( M o ) 一1 ,故其對應的不確定度分量為:“B l c ( M o ) M ( M o ) = 0 3 6d B2 ) 電壓讀數(shù)誤差引入的不確定度分量數(shù)字c a 玉, 表的示值誤差不應超過1 0 ,以U 。為例,由表C 2 可知,數(shù)字電壓表示值算術平均值為4 8 5 7 4m V ,則絕對誤差為士0 4 8 6m V ,以均勻分布考慮,取 = 再,則測量U ,時數(shù)字電壓表示值誤差的標準不確定度為:u ( U ,) 一o 4 8 6 再m V因其靈敏系數(shù)c ( U ,) 一筍l g e ,故其對應的不確定度分量為:“m _ c ( h ( ) 一嚳。嘗= o 0 5 ( d B )J J F1 3 4 0 - - 2 0 1 2同理可得測量U o 時數(shù)字電壓表示值誤差引入的不確定度分量為:U B 3 一0 0 5d B3 ) 信號發(fā)生器頻率指示誤差引入的不確定度認為可忽略不計。4 ) 深度測量引入的不確定度分量對深度測量的示值誤差不應超過士1 0 ,以d 。為例,由表C 2 可知,深度測量值的算術平均值為0 1 0 1I T I ,則絕對誤差為4 - _ 0 0 0 10 1r f l ,以正態(tài)分布考慮,取k = 1 9 6 ,則測量d o 時深度測量的示值誤差的標準不確定度為:u ( d 。) 一0 0 0 10 1m 1 9 6 0 0 0 05 1 5m因其靈敏系數(shù)c ( 礬) 一4 0 7 【f c o t

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