声级计计量标准技术报告..

1、计量标准技术报告一、计量标准的工作原理及其组成二、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 四、环境条件五、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)卜一、附加说明(10)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20HZ20000HZ,量值传递的测量能力为1级、2级声级计。选用的计量标准器及主要配套设

2、备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423194dB; 114dB1000Hz1级B&K2412262SSD20071475P LUS机3560C30dB130dB0.15dB丹麦B/K公司2411772SSD20071474标准传 声器419020dB 140dB20Hz 20kHz± 0.3dB丹麦B/K公司1054966SSD20071476猝发音发生器AWA5551100ms、200ms、500ms猝发音周期误差W 1%杭州爱华仪器 有限公司123089XD-2006120387消音箱2.0mX1.4mX1

3、.4m本底噪声低于14dB(A)浙江慈溪市群达吸声设备厂XMJL-DES-50SSD20070237计量标准器主要配套设备三、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，它根据不冋的工作计量器具用 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：30dB130dB,20Hz20000Hz,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(040)C(20 ± 5) C合格湿度< 85%40% 80%合格大气压86 kPa 106k Pa100.0 kPa 103.0kPa合格环境无强电磁干扰、振动、噪音无强电磁干

4、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1000Hz2000HzU=0.15dB直接测量本单位计量标准声校准器423194dB, 114dB准确度：1级PLUS 机 3560C范围：30dB130dB 准确度 0.15dB标准传声器 4190范围：20dB140dB 20Hz20kHz不确定度0.3dB被检工作计量器具直接测量声级计范围：1级、2级分辨力：0.1dB示值误差：± 1dB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

5、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123 1 4 15测量值(dB)94.294.194.1194.194.1测量次序678910测量值(dB)94.194.294.1194.194.1s(x) =0.04dB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。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

6、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2007-0494.1 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=0.22d

7、B，其稳定性考核满足要求。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：式中： 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, T互不相关，由不确定度传播律：2 2 2 2 . . )= C1 U1 (L)+C2U2(L标) L=L-L0 ( B1 )X2u (A(B2 )/ cL =1式中： c1 =点C 2 = E A故不确定度式为：u:1.1标准传声器示值标准不确定度(1) 传声器的灵敏度准确度引起

8、的标准不确定度(2) 通过测量放大器引起的标准不确定度1.2声校准器的准确度引起的不确定度 U1.3消声室声场修正值的标准不确定度 U(1) 消声室声场特性引入的标准不确定度(2) 消声室声场不均匀性引入的标准不确定度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U (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2.1 U 1 (L)的评定1.U (L标1)评定一B类评定4190标准传声器灵敏度准确度是 0.3dBU9=0.3dB=3.5% 按正态分布 kp=2.58 U( L 标 1)= Ugg/k p=3.5%/2.

9、58=1.35%、 1自由度V-标1=2 =502X(0.1)2/ L 标=2(戶 u 1 (L)中 u 2(LUi (L标)引起的不确定度分量 U ( L)有二个: U ( L 标 1)U ( L 标 2)(L)(L)U有二个( L 场 1)U( L 场2)估计不可靠程度为10%2. U (L标2)评定一一B类评定 测量放大器的读数准确度为0.2dB=2.33% U 99=0.2dB=2.33% U (L 标 1) =1 = 2,33% =0.90%Kp 2.581估计不可靠程度为10%自由度Vl标2=1一 =502x(0.1)2按正态分布：Kp=2.583. Ui (L)的评定U (L)=

10、Ju 2(L标 1)+U 2(L标2)=1.01%=0.087dB4U1 (L)4取 Vi=50V1=74U (L标 1)十 U (L标2) Vl 标 1V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0.2dBU99=0.2dB=2.33%按正态分布 Kp=2.58 U 2 ( L) = =0.90%Kp自由度2.2 U2 (L)估计不可靠程度为10%自由度V2=: =502x(0.1)2.3 U3 （L）的评定1. U （ L场1）评定一一B类评定 要求消声室声场特性小于1.0dB， 不确定度分量是很小的，可以忽略不计,按正态分布Kp=2.58实际检

11、测后也是小于1.0dB，由于声场特性的影响而引起的 为可靠起见，提出U99=0.15dB=1.74%U （ L 场 1） =±=0.67%Kp估计不可靠程度为10%，自由度V （ L场1）=1_ =502x（0.1）22. U （ L场2）评定一一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）= 匹 =0.45%Kp1估计不可靠程度为10% 自由度 VAL场2= =502x（0.1）23. U3 (L)评定U3 (L)

12、= Ju 2(4L场 1) +U 2(AL场2) =0.81%4U3 (L)自由度 V3=i '4= 87U （如场1）十U 352）场1场22.4 U4 （ L）的评定一一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 cm的不重合引起声压级L的变化为 L，贝 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

13、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）=（送（NiN 均）/（nT） =0.05dB=0.6% 自由度：V =10-1=9（三）合成不确定度评定3.按正态分布Kp=2.58估计不可靠程度为10%序 号不确定度来源标准不确定度U（L i）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%11.01%50传声器灵敏度准确度 U （ L标1）1.35%150测量放大器准确度 U (

14、L标2)0.90%1502声校准器准确度0.90%10.90%503消声室声场修正值 U ( L场)0.81%10.81%50声场特性修正值U ( L场1)0.67%150声场不均匀性修正值 U ( L场2)0.45%1504二传声器重合位置修正值U (le)0.45%10.45%505被校声级计示值重复性 u ( L示)0.6%10.6%92U4(L)附：表1单次列实验结果x3.2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.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

15、号 AWA5610）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94.0dB94.0dB0.0dB本装置上用直接测量方法进行检定，对比结果差值为O.OdB,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.卜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 .U(L)= (Ui2 *(L ) + U22(L ) + U32(L) +U42(L) +U52(L) =2.5% =0.22dB(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-44444Ui (L)小2 (L) ,3 (L) +U41 (L)5 (L)