驻波管校准规范(驻波比法)

1驻波管校准规范(驻波比法)1范围2引用文献声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分：驻波本规范采用JJF1001—1998和JJF1034—2005中有关的术语和定义。本规范采用3.1驻波图(standingwavepattern)以驻波管测量试件表面为基准面，驻波管探管传声器距基准面移动的距离为横坐3.2驻波比(S)(standingwaveratio)3.3计及衰减的驻波比(S)(standingwaveratiowithattenuation)有衰减的驻波图上，第n个声压极大值处的声压振幅!P(naxn)|与第n个声压极小2在驻波管工作的频率范围内，声源声压稳定性一般应优于每小时0.2dB。在驻波管工作的频率范围内，在声源声压的上限，声信号总谐波失真一般应优于从驻波管有效声压级范围上限到上限以下15dB,探管传声器的级线性一般优于0.2dB/5dB,上限以下15dB至45dB,探管传声器的级线性一般优于0.5dB/邻两个极小值的上升幅度一般不大于1dB。未装试件的阻抗管中，驻波图的驻波比一般应不小于45dB。驻波管测量范围下限为驻波管测量系统本底噪声加10dB。为准确测量探管传声器声中心的声压，驻波管探管传声器结构传声应得到有效控6.1环境条件空气温度：(15～35)℃;相对湿度：(20～90)%;气压：(86～106)kPa;环境噪声：小于NR25。1)声频信号发生器：在被校驻波管工作频率范围内幅频特性优于±0.2dB,频率允差不超过±0.25%,总谐波失真≤0.1%。2)测量放大器：在被校驻波管工作频率范围内，主要指示器20dB内，每10dB线33)带通滤波器：满足JJG449—2001《倍频程和1/3倍频程波波器》中1级的要求。4)数字频率计：在被校驻波管工作频率范围内，最大允许误差应不超过±0.1%5)精密衰减器：最小步进挡为0.01dB,最大允许误差应不超过±(0.5%A+0.02dB),A为衰减量。6)频率分析仪：在被校驻波管工作频率范围内，电压幅值最大允许误差不超过7)工作标准传声器：在被校驻波管工作频率范围内，传声器灵敏度级校准的测量扩展不确定度应优于0.4dB(k=2)。8)高声压装置：级线性误差不超过士0.02dB,总谐波失真≤0.5%。9)功率放大器：工作频率范围内幅频特性优于±0.3dB,总谐波失真≤0.3%。10)实验室环境噪声：驻波管测量范围下限12dB。7校准项目和校准方法7.1校准项目驻波管的校准项目见表1。项日名称技术要求的条款号校准方法的条款号12声源的总谐波失真34阻抗管的衰减5阻抗管驻波比677.2校准方法校准前应先检查有无影响正常工作的机械损伤，开关等控制器件应定位准确、接触可靠。若不满足上述要求，应先修理后再进行校准。7.2.1声源声压稳定性声源声压稳定性校准装置如图1所示。将驻波管测量系统按说明书规定的方法预热后，调节系统的信号发生器频率于驻波管工作频率范围中端，打开驻波管的声源，声压4调至正常工作范围内；将工作标准传声器深入到阻抗管内合适的位置，测量阻抗管内声压级。半小时内均匀读取15个数据，取最大值最小值之差即为声源声压稳定性。校准装置如图2所示。V-—总信号(含基波)电压值，mV。将信号发生器的频率调至驻波管工作频率范围上限和下限，重减器0dB衰减位置，调节声频信号发生器输出频率为250Hz,输出信号幅度在合适范围内，分析系统的示值在其测量上限发下1dB处。在0到45dB范围内以5dB步进调节精密衰阻抗管的衰减校准装置如图4所示。驻波管测量系统按说明书安装调试好，将空的试件简装入阻抗管，以满足刚性末端要求。调节系统信号发生器的频率置于驻波管工作频率范围中端，在阻抗管测试段缓慢5连续移动探管传声器，记录下测量系统上显示的声压级的各个极小值。正常情况下阻抗管中的驻波图如图5所示。阻抗管中各极小值一般应随着距试件表面(目前此表面就是试件筒的刚性末端)的距离的增加，极小值的声压振幅单调上升，取各点极小值并依次计算变化量判断阻抗管的衰减性能，变化量越小衰减性能越好。阻抗管的衰减测量的频率至少包括驻波管工作频率范围低端、中端和高端，但此项测量低端频率应比驻波管工作频率范围低端相应提高，以保证在阻抗管测量段至少有二个极小值出现。7.2.5阻抗管驻波比按7.2.5调试安装好驻波管测量分析系统，在阻抗管测试段缓慢连续移动探管传声器，记录下测量系统上显示的声压级各个极值。按式(2)计算计及衰减的驻波比S,n至少取到2。驻波比测试应在驻波管测量系统规定的工作频率范围内进行，所选择的频率至少包括此范围内优选1/3倍频程的中心频率。7.2.6驻波管测量范围下限按7.2.5调试安装好驻波管测量分析系统，驻波管的声源音量调至最小，在驻波管测量系统读出1/3倍频带声压级，即为驻波管测量系统本底噪声，本底噪声加10dB即为驻波管测量范围下限。测试应在驻波管测量系统规定的工作频率范围内进行，所选择6的频率至少包括此范围内优选1/3倍频程的中心频率。按7.2.5调试安装好驻波管测量分析系统，调节驻波管信号发生器的频率置于驻波将探管的拾声孔用阻尼胶封闭，保持驻波管工作频率和驻波管声源的声压级不改探管传声器结构传声性能的测量频率至少包括驻波管工作频率范围低端、中端和a)对声源声压稳定性、阻抗管的衰减、驻波管测量分析系统的级线性、阻抗管驻c)声源的总谐波失真修约到0.1%。式见附录A。驻波管校准结果的测量不确定度按JJF1059—1999的要求评定，不确定度评定的驻波管的复校时间间隔建议为1年。然而，复校时间间隔的长短取决于仪器的使用情况(使用部位的重要性、环境条件、使用频率)、使用人员、仪器本身质量等诸多因7校准证书的内容e)进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准);8校准结果共2页第1页高端中端高端中端阻抗管的衰减/dB高端中端9共2页第2页频率/Hz频率/Hz频率/Hz频率/Hz下限/dB频率/Hz下限/dB频率/Hz下限/dB高端中端附录B测量不确定度的评定实例引言B.1声源声压稳定性的测量结果不确定度评定声源声压稳定性的测量是将工作标准传声器深入管工作频率范围内的1/3倍频带声压级，本实例以1000Hz中心频率为例。半小时内均匀读取15个数据，取最大值最小值之差即为声源声压稳定性，由式(B.1)计算由式(B.1)可知f=(X,X,)中的Xmx,Xa是用同一工作标准传声器和同一测量装置因此相关，且相关系数r(Xm,Xrin)=1,故合成方程式为：u.(△X)=c(Xm)u(Xmx)+c(Xmn)u(A类标准不确定度主要来源于测量的重复性，本范例在声源声压稳定性差重复测量9次，得到的测量结果如表B.1所示。123456789实验标准偏差按式(B.2)计算：平时取单次测量结果，故A类标准不确定度：B.1.4标准不确定度的B类评定由于u(Xmx),u(Xn)相关，且相关系数r(Xmx,Xnin)=1,且u(Xm)=u(Xnin)um=c(Xm)u(Xmu)+c(Xm)u(测量装置示值分辨力为0.01dB,均匀分布，k=√3,且最大值最小值分别测量读B.1.5合成标准不确定度由于uA,ug分量独立无关，故合成标准不确B.2声源的总谐波失真测量不确定度评定V——总信号(含基波)电压值，mV。本例采用频谱分析仪可直接读出总信号和二次、三次谐波信号均方根值的相对电平，并直接显示谐波失真度D,且经过校准谐波失真示值误差为±1%。B.2.2标准不确定度的A类评定A类标准不确定度主要来源于测量的重复性，本范例在相同的测量条件下，将驻波管声源的声压调至正常工作范围上限，在试验频率1000Hz处重复测量9次，得到的测第i次测量123456789B.2.3标准不确定度的B类评定由装置上级证书给出的示值误差为±1%,误差服从均匀分布，包含因子k=√3:谐波失真测量装置示值分辨力为0.1%,均匀分布，k=√3,则：表B.3谐波失真校准结果的测量不确定度的来源及数值标准不确定度123谐波失真测量装置分辨力取包含因子k=2,则声源总谐波失真的测量扩展不确定度为：B.3探管传声器的级线性测量结果不确定度评定校准探管传声器的级线性时，A类标准不确定在相同的测量条件下，对探管传声器的级线性在0～45dB范围内，测量每5dB步进的级线性误差，重复测量9次并记录最大值，得到的结果如表B.4所示。123456789B.3.3标准不确定度的B类评定校准探管传声器级线性误差时，主要的B类不确定度来源于以下几个方面：精密衰减器