声级计计量标准技术报告.docx

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声级计计量标准技术报告

计量标准技术报告

声级计

一、计量标准的工作原理及其组成…………………………………………（ｌ）

二、选用的计量标准器及主要配套设备……………………………………（２）

三、计量标准的主要技术指标………………………………………………（３）

四、环境条件…………………………………………………………………（３）

五、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………（４）

六、计量标准的测量重复性考核……………………………………………（５）

七、计量标准的稳定性考核…………………………………………………（６）

八、测量不确定度评定………………………………………………………（７）

九、计量标准的测量不确定度验证…………………………………………（９）

十、结论……………………………………………………………………（１０）

十一、附加说明……………………………………………………………（１０）

一计量标准的工作原理及其组成

声级计检定装置检定的工作计量器具较多,它根据不同的工作计量器具用不同的传递方法和传递能力进行量值传递.

采用耦合腔比较法或自由场比较法进行声压量值传递,频率范围为20Hz～20000Hz,量值传递的测量能力为1级、2级声级计。

﹒1﹒

二选用的计量标准器及主要配套设备

计量标准器

名称

型号

测量范围

不确定度或准确度等级或最大允许误差

制造厂及出厂编号

检定证书号

声校准器

4231

94dB；114dB

1000Hz

1级

B&K

2412262

PLUS机

3560C

30dB~130dB

0.15dB

丹麦B/K公司

2411772

标准传声器

4190

20dB～140dB20Hz～20kHz

±0.3dB

丹麦B/K公司1054966

主要配套设备

猝发音发生器

AWA5551

100ms、200ms、500ms

猝发音周期误差≤1%

杭州爱华仪器有限公司

123089

消音箱

2.0m×1.4m×1.4m

----

本底噪声低于14dB（A）

浙江慈溪市群达吸声设备厂

XMJL-DES-50

﹒2﹒

三、计量标准的主要技术指标

声级计检定装置检定的工作计量器具较多,它根据不同的工作计量器具用不同的传递方法和传递能力进行量值传递.

声级计:

声压级耦合腔和自由场比较法:

30dB～130dB,20Hz～20000Hz,

量值传递的测量能力为1级、2级声级计。

四环境条件

项目

要求

实际情况

结论

温度

（0~40）℃

（20±5）℃

合格

湿度

≤85%

40%－80%

合格

大气压

86kPa～106kPa

100.0kPa～103.0kPa

合格

环境

无强电磁干扰、振动、噪音

无强电磁干扰、振动、噪音

合格

﹒3﹒

五计量标准的量值溯源和传递框图

上级计量标准

广东省计量技术研究院

声校准器检定装置

1000Hz～2000Hz

U=0.15dB

声校准器4231

94dB，114dB准确度：

1级

PLUS机3560C

范围：

30dB~130dB准确度0.15dB

标准传声器4190

范围：

20dB～140dB20Hz～20kHz不确定度0.3dB

本单位计量标准

被检工作计量器具

﹒4﹒

六计量标准的测量重复性考核

经过选择一稳定的被测对象，在短时间内用该计量标准进行重复测量10次，所得到的实验标准差小于测量不确定度评定中所采用的重复性数据（见附表），其测量重复性考核合格

测量次序

1

2

3

4

5

测量值（dB）

94.2

94.1

94.1

94.1

94.1

测量次序

6

7

8

9

10

测量值（dB）

94.1

94.2

94.1

94.1

94.1

dB

该标准装置的测量重复性小于合成标准不确定度Uc=0.22dB，其稳定性考核满足要求。

﹒5﹒

七计量标准的稳定性考核

采用选用一个稳定性较好的声级计来对该检定装置的稳定性进行考核。

满足重复性条件下，在同一频率，同一声压级（标准值94.0dB）测试点每隔3个月重复测量一次，共测量3次（测试数据见下表）。

每次测量都按照6次测量值的算术凭据值作为一次测量结果，然后取3次测量结果中的最大值与最小值之差，作为该计量标准在该段时间内的稳定性。

测量时间

测量结果（dB）

均值

2007-04

94.194.194.294.194.194.294.194.194.194.1

94.12

2007-07

94.194.294.194.194.194.194.194.194.294.1

94.12

2007-10

94.194.194.194.194.194.194.194.194.294.1

94.11

Sm=|ximax-ximin|=|94.12-94.11|=0.01dB

经过测试表明：

新建计量标准在该规定间隔时段内的稳定性小于标准合成标准不确定度Uc=0.22dB，其稳定性考核满足要求。

﹒6﹒

八测量不确定度评定

（一）建立数学模型，列不确定度式及误差来源分析

在消声箱中，将声级计与声校正器放置在规定的位置，分别读取被检声级计的声级示值和该检定装置的声级示值，并进行比较。

由此得到数学模型：

△L=L-L0（B1）

式中：

Δ——被检声级计的声级示值误差；

L——被检声级计声级示值；

L标——检定装置的声级示值

因为各分量N，τ互不相关，由不确定度传播律：

（B2）

式中：

故不确定度式为：

1.1标准传声器示值标准不确定度U1（L标）引起的不确定度分量U1（L）有二个：

（1）传声器的灵敏度准确度引起的标准不确定度U（L标1）

（2）通过测量放大器引起的标准不确定度U（L标2）

1.2声校准器的准确度引起的不确定度U2（L）

1.3消声室声场修正值的标准不确定度U3（L）有二个

（1）消声室声场特性引入的标准不确定度U（△L场1）

（2）消声室声场不均匀性引入的标准不确定度U（△L场2）

1.4标准传声器与被检声级计传声器位置不重合引入的不确定度分量U4（L）

1.5被检声级示值读数重复性标准不确定度引起的不确定度分量U5（L）

（二）标准不确定度分量的评定

2.1U1（L）的评定

1.U（L标1）评定—B类评定

4190标准传声器灵敏度准确度是0.3dB

U99=0.3dB=3.5%按正态分布kp=2.58U（L标1）=U99/kp=3.5%/2.58=1.35%

估计不可靠程度为10%，自由度VL标1=

=50

2．U（L标2）评定——B类评定

测量放大器的读数准确度为0.2dB=2.33%U99=0.2dB=2.33%

按正态分布：

Kp=2.58U（L标1）=

=

=0.90%

估计不可靠程度为10%自由度VL标2=

=50

3．U1（L）的评定

U1（L）=

=1.01%=0.087dB

自由度V1=

取V1=50

2.2U2（L）评定——B类评定

校准用声校准器是4231声校准器，示值其准确度等级为1级，其示值准确度为0.2dB

U99=0.2dB=2.33%按正态分布Kp=2.58U2（L）=

估计不可靠程度为10%，自由度V2=

=50

2.3U3（L）的评定

1．U（△L场1）评定——B类评定

要求消声室声场特性小于1.0dB，实际检测后也是小于1.0dB，由于声场特性的影响而引起的不确定度分量是很小的，可以忽略不计，为可靠起见，提出U99=0.15dB=1.74%

按正态分布Kp=2.58U（△L场1）=

估计不可靠程度为10%，自由度V（△L场1）=

=50

2．U（△L场2）评定——B类评定

对整个消声而言声场不均匀性在使用中要求小于0.5dB，而对该误差而言，二者是重合的，且同一点上的误差可忽略不计，为可靠起见，这里仍提出U99=0.10dB=1.16%

按正态分布Kp=2.58U（△L场2）=

估计不可靠程度为10%自由度V△L场2=

=50

3．U3（L）评定

U3（L）=

自由度V3=

取V3=50

2.4U4（L）的评定——B类评定

标准传声器与被检声级计传声器替代重合，标准距离为1.0m，在替代中应该能做到重合的，若考虑有2㎝的不重合引起声压级L的变化为△L，则：

△L=10lg

取U99=0.1dB=1.16%

按正态分布Kp=2.58U4（L）=

估计不可靠程度为10%自由度V4=

=50

2.5U5（L）被检声级示值读数重复性标准不确定度引起的不确定度分量U5（L）的评定

被检声级计示值估计值的不确定度主要来源于测量不重复性（数显仪器的示值量化误差已经包含其中，可不考虑）。

测量不重复性可以通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定。

等精度重复测量10次，测量数据经处理得单次测量实验标准差s（N）：

s（N）=

=0.05dB=0.6%自由度：

ν=10-1=9

（三）合成不确定度评定

3.1合成不确定度分量一鉴表

序号

不确定度来源

标准不确定度U（Li）

灵敏系数Ci

不确定度分量Ui（L）

自由度

1

标准传声器示值不确定度U（L标）

1.01%

1

1.01%

50

传声器灵敏度准确度U（L标1）

1.35%

1

50

测量放大器准确度U（L标2）

0.90%

1

50

2

声校准器准确度

0.90%

1

0.90%

50

3

消声室声场修正值U（△L场）

0.81%

1

0.81%

50

声场特性修正值U（△L场1）

0.67%

1

50

声场不均匀性修正值U（△L场2）

0.45%

1

50

4

二传声器重合位置修正值U（△le）

0.45%

1

0.45%

50

5

被校声级计示值重复性U（L示）

0.6%

1

0.6%

9

3.2合成校准不确定度Ui（L）的计算

根据分析以上五个量是各自独立，互不相关

U（L）=

（四）扩展不确定度评定

4.1计算合成标准不确定度的自由度

有效自由度

Veff=

=

取Veff=100

4.2计算扩展不确定度Up

取置信概率为95%查t分布表：

由Veff=100得到Kp=1.984

取k=2

U95=1.984·U（L）=2×2.5%=5%=0.44dB

（五）测量不确定度报告

声级计声压级示值误差测量结果扩展不确定度为：

U95=0.44dBk=2

附：

表1单次列实验结果

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

测量值（dB）

94.1

94.1

94.2

94.1

94.1

94.1

94.2

94.1

94.1

94.2

，单次实验标准差

=0.05dB=0.6%

.7.

.8.

九计量标准的测量不确定度验证

本装置上采用标准传声器4190,和广东省计量科学研究院对一款杭州爱华电子有限公司生产的声级计（型号AWA5610A）进行比对,结果如下:

授权计量机构检定结果

本装置检定结果

对比结果差值

94.0dB

94.0dB

0.0dB

本装置上用直接测量方法进行检定,对比结果差值为0.0dB,符合总不确定度指标范围。

十结论

经误差分析和实际测试结果,本检定装置可以满足工作1级和2级声级计检定要求,可以开展声级计检定工作.

十一附加说明

本检定装置根据《中华人民共和国国家计量检定系统表》所属“空气声声压计量器具检定系统表”确立的,其计量标准的量值溯源和传递框图依据也是“空气声声压计量器具检定系统表”框图所含内容之一.

.9.