聲級計計量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報告..

1、計量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報告一、計量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成二、選用的計量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備(2)三、計量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo) 四、環(huán)境條件五、計量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖(4)六、計量標(biāo)準(zhǔn)的測量重復(fù)性考核七、計量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核(6)八、測量不確定度評定(7)九、計量標(biāo)準(zhǔn)的測量不確定度驗證(9)十、結(jié)論(10)卜一、附加說明(10)計量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成聲級計檢定裝置檢定的工作計量器具較多，它根據(jù)不同的工作計量器具用 不同的傳遞方法和傳遞能力進行量值傳遞.采用耦合腔比較法或自由場比較法進行聲壓量值傳遞，頻率范圍為20HZ20000HZ,量值傳遞的測量能力為1級、2級聲級計。選用的計量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)

2、備名稱型號測量范圍不確定度 或準(zhǔn)確度 等級或最 大允許誤 差制造廠及出 廠編號檢定證書號聲校準(zhǔn) 器423194dB; 114dB1000Hz1級B&K2412262SSD20071475P LUS機3560C30dB130dB0.15dB丹麥B/K公司2411772SSD20071474標(biāo)準(zhǔn)傳 聲器419020dB 140dB20Hz 20kHz± 0.3dB丹麥B/K公司1054966SSD20071476猝發(fā)音發(fā)生器AWA5551100ms、200ms、500ms猝發(fā)音周期誤差W 1%杭州愛華儀器 有限公司123089XD-2006120387消音箱2.0mX1.4mX1

3、.4m本底噪聲低于14dB(A)浙江慈溪市群達吸聲設(shè)備廠XMJL-DES-50SSD20070237計量標(biāo)準(zhǔn)器主要配套設(shè)備三、計量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)聲級計檢定裝置檢定的工作計量器具較多，它根據(jù)不冋的工作計量器具用 不同的傳遞方法和傳遞能力進行量值傳遞.聲級計：聲壓級耦合腔和自由場比較法：30dB130dB,20Hz20000Hz,量值傳遞的測量能力為1級、2級聲級計。四環(huán)境條件項目要求實際情況結(jié)論溫度(040)C(20 ± 5) C合格濕度< 85%40% 80%合格大氣壓86 kPa 106k Pa100.0 kPa 103.0kPa合格環(huán)境無強電磁干擾、振動、噪音無強電磁干

4、擾、振動、噪音合格 3 五 計量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖上級計量標(biāo)準(zhǔn)廣東省計量技術(shù)研究院聲校準(zhǔn)器檢定裝置1000Hz2000HzU=0.15dB直接測量本單位計量標(biāo)準(zhǔn)聲校準(zhǔn)器423194dB, 114dB準(zhǔn)確度：1級PLUS 機 3560C范圍：30dB130dB 準(zhǔn)確度 0.15dB標(biāo)準(zhǔn)傳聲器 4190范圍：20dB140dB 20Hz20kHz不確定度0.3dB被檢工作計量器具直接測量聲級計范圍：1級、2級分辨力：0.1dB示值誤差：± 1dB六 計量標(biāo)準(zhǔn)的測量重復(fù)性考核經(jīng)過選擇一穩(wěn)定的被測對象，在短時間內(nèi)用該計量標(biāo)準(zhǔn)進行重復(fù)測量 10次, 所得到的實驗標(biāo)準(zhǔn)差小于測量不確定度評定

5、中所采用的重復(fù)性數(shù)據(jù) (見附表)， 其測量重復(fù)性考核合格測量次序123 1 4 15測量值(dB)94.294.194.1194.194.1測量次序678910測量值(dB)94.194.294.1194.194.1s(x) =0.04dB該標(biāo)準(zhǔn)裝置的測量重復(fù)性小于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc=0.22dB，其穩(wěn)定性考核滿足要求。七計量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核采用選用一個穩(wěn)定性較好的聲級計來對該檢定裝置的穩(wěn)定性進行考核。滿足重復(fù)性條件下，在同一頻率，同一聲壓級（標(biāo)準(zhǔn)值94.0dB）測試點每隔3個月重復(fù)測量一次，共測量3次（測試數(shù)據(jù)見下表）。每次測量都按照6次測量值的算 術(shù)憑據(jù)值作為一次測量結(jié)果，然后取 3次測

6、量結(jié)果中的最大值與最小值之差,作為該計量標(biāo)準(zhǔn)在該段時間內(nèi)的穩(wěn)定性。測量時間測量結(jié)果（dB）均值2007-0494.1 94.194.2 94.1 94.194.2 94.194.194.194.194.122007-0794.1 94.2 94.194.1 94.194.1 94.194.194.2 94.194.122007-1094.1 94.194.1 94.194.194.194.194.194.2 94.194.11Sm=|Ximax-Ximin| = |94.12-94.11|=0.01dB經(jīng)過測試表明：新建計量標(biāo)準(zhǔn)在該規(guī)定間隔時段內(nèi)的穩(wěn)定性小于標(biāo)準(zhǔn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc=0.22d

7、B，其穩(wěn)定性考核滿足要求。八測量不確定度評定(一)建立數(shù)學(xué)模型，列不確定度式及誤差來源分析在消聲箱中，將聲級計與聲校正器放置在規(guī)定的位置，分別讀取被檢聲級計的聲級示值和該檢定 裝置的聲級示值，并進行比較。由此得到數(shù)學(xué)模型：式中： 被檢聲級計的聲級示值誤差；L被檢聲級計聲級示值；L標(biāo) 檢定裝置的聲級示值 因為各分量N, T互不相關(guān)，由不確定度傳播律：2 2 2 2 . . )= C1 U1 (L)+C2U2(L標(biāo)) L=L-L0 ( B1 )X2u (A(B2 )/ cL =1式中： c1 =點C 2 = E A故不確定度式為：u:1.1標(biāo)準(zhǔn)傳聲器示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度(1) 傳聲器的靈敏度準(zhǔn)確度引起

8、的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(2) 通過測量放大器引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度1.2聲校準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度引起的不確定度 U1.3消聲室聲場修正值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 U(1) 消聲室聲場特性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(2) 消聲室聲場不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度1.4標(biāo)準(zhǔn)傳聲器與被檢聲級計傳聲器位置不重合引入的不確定度分量U (L)1.5被檢聲級示值讀數(shù)重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度引起的不確定度分量U5 (L)(二)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定2.1 U 1 (L)的評定1.U (L標(biāo)1)評定一B類評定4190標(biāo)準(zhǔn)傳聲器靈敏度準(zhǔn)確度是 0.3dBU9=0.3dB=3.5% 按正態(tài)分布 kp=2.58 U( L 標(biāo) 1)= Ugg/k p=3.5%/2.

9、58=1.35%、 1自由度V-標(biāo)1=2 =502X(0.1)2/ L 標(biāo)=2(戶 u 1 (L)中 u 2(LUi (L標(biāo))引起的不確定度分量 U ( L)有二個: U ( L 標(biāo) 1)U ( L 標(biāo) 2)(L)(L)U有二個( L 場 1)U( L 場2)估計不可靠程度為10%2. U (L標(biāo)2)評定一一B類評定 測量放大器的讀數(shù)準(zhǔn)確度為0.2dB=2.33% U 99=0.2dB=2.33% U (L 標(biāo) 1) =1 = 2,33% =0.90%Kp 2.581估計不可靠程度為10%自由度Vl標(biāo)2=1一 =502x(0.1)2按正態(tài)分布：Kp=2.583. Ui (L)的評定U (L)=

10、Ju 2(L標(biāo) 1)+U 2(L標(biāo)2)=1.01%=0.087dB4U1 (L)4取 Vi=50V1=74U (L標(biāo) 1)十 U (L標(biāo)2) Vl 標(biāo) 1V評定B類評定校準(zhǔn)用聲校準(zhǔn)器是4231聲校準(zhǔn)器，示值其準(zhǔn)確度等級為 1級，其示值準(zhǔn)確度為0.2dBU99=0.2dB=2.33%按正態(tài)分布 Kp=2.58 U 2 ( L) = =0.90%Kp自由度2.2 U2 (L)估計不可靠程度為10%自由度V2=: =502x(0.1)2.3 U3 （L）的評定1. U （ L場1）評定一一B類評定 要求消聲室聲場特性小于1.0dB， 不確定度分量是很小的，可以忽略不計,按正態(tài)分布Kp=2.58實際檢

11、測后也是小于1.0dB，由于聲場特性的影響而引起的 為可靠起見，提出U99=0.15dB=1.74%U （ L 場 1） =±=0.67%Kp估計不可靠程度為10%，自由度V （ L場1）=1_ =502x（0.1）22. U （ L場2）評定一一B類評定對整個消聲而言聲場不均勻性在使用中要求小于0.5dB，而對該誤差而言，二者是重合的，且同一點上的誤差可忽略不計，為可靠起見，這里仍提出U99=0.10dB=1.16%按正態(tài)分布Kp=2.58U （ L場2）= 匹 =0.45%Kp1估計不可靠程度為10% 自由度 VAL場2= =502x（0.1）23. U3 (L)評定U3 (L)

12、= Ju 2(4L場 1) +U 2(AL場2) =0.81%4U3 (L)自由度 V3=i '4= 87U （如場1）十U 352）場1場22.4 U4 （ L）的評定一一B類評定 標(biāo)準(zhǔn)傳聲器與被檢聲級計傳聲器替代重合，標(biāo)準(zhǔn)距離為1.0m，在替代中應(yīng)該能做到重合的,若考慮有2 cm的不重合引起聲壓級L的變化為 L，貝 L=10lg =0.088dBI2取 U99=0.1dB=1.16%取 V3=5OU4（ L）=4 =0.45%Kp自由度V4=1 =502天（0.1）22.5 U5（ L）被檢聲級示值讀數(shù)重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度引起的不確定度分量U5（ L）的評定被檢聲級計示值估計值的不確

13、定度主要來源于測量不重復(fù)性（數(shù)顯儀器的示值量化誤差已經(jīng)包含其中，可不考慮）。測量不重復(fù)性可以通過連續(xù)測量得到的測量列，采用A類方法進行評定。等精度重復(fù)測量10次，測量數(shù)據(jù)經(jīng)處理得單次測量實驗標(biāo)準(zhǔn)差s（N）:s （ N）=（送（NiN 均）/（nT） =0.05dB=0.6% 自由度：V =10-1=9（三）合成不確定度評定3.按正態(tài)分布Kp=2.58估計不可靠程度為10%序 號不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（L i）靈敏系數(shù)Ci不確定度分量Ui（L）自由度1標(biāo)準(zhǔn)傳聲器示值不確定度 U （ L標(biāo)）1.01%11.01%50傳聲器靈敏度準(zhǔn)確度 U （ L標(biāo)1）1.35%150測量放大器準(zhǔn)確度 U (

14、L標(biāo)2)0.90%1502聲校準(zhǔn)器準(zhǔn)確度0.90%10.90%503消聲室聲場修正值 U ( L場)0.81%10.81%50聲場特性修正值U ( L場1)0.67%150聲場不均勻性修正值 U ( L場2)0.45%1504二傳聲器重合位置修正值U (le)0.45%10.45%505被校聲級計示值重復(fù)性 u ( L示)0.6%10.6%92U4(L)附：表1單次列實驗結(jié)果x3.2合成校準(zhǔn)不確定度Ui (L)的計算 根據(jù)分析以上五個量是各自獨立，互不相關(guān).7 .8 .九計量標(biāo)準(zhǔn)的測量不確定度驗證本裝置上采用標(biāo)準(zhǔn)傳聲器4190,和廣東省計量科學(xué)研究院對一款杭州愛華電子 有限公司生產(chǎn)的聲級計（型

15、號 AWA5610）進行比對，結(jié)果如下：授權(quán)計量機構(gòu)檢定結(jié)果本裝置檢定結(jié)果對比結(jié)果差值94.0dB94.0dB0.0dB本裝置上用直接測量方法進行檢定，對比結(jié)果差值為O.OdB,符合總不確定度指標(biāo)范圍。十結(jié)論經(jīng)誤差分析和實際測試結(jié)果，本檢定裝置可以滿足工作1級和2級聲級計檢定要 求,可以開展聲級計檢定工作.卜一附加說明本檢定裝置根據(jù)中華人民共和國國家計量檢定系統(tǒng)表 所屬“空氣聲聲 壓計量器具檢定系統(tǒng)表”確立的，其計量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖依據(jù)也是 “空氣聲聲壓計量器具檢定系統(tǒng)表”框圖所含內(nèi)容之一 .9 .U(L)= (Ui2 *(L ) + U22(L ) + U32(L) +U42(L) +U52(L) =2.5% =0.22dB(四)擴展不確定度評定4.1計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度有效自由度Veff-44444Ui (L)小2 (L) ,3 (L) +U41 (L)5 (L)