JJF 1954-2021 体积声源校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 5 42 0 2 1体积声源校准规范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 o l u m eS o u n dS o u r c e s2 0 2 1-1 2-2 8发布2 0 2 2-0 6-2 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布体积声源校准规范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 o l u m eS o u n dS o u r c e sJ J F1 9 5 42 0 2 1 归 口 单
2、 位:全国声学计量技术委员会 起 草 单 位:中国计量科学研究院无锡吉兴汽车声学部件科技有限公司北京声望声电技术有限公司航空工业北京长城计量测试技术研究所 本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释J J F1 9 5 42 0 2 1本规范起草人:牛 锋(中国计量科学研究院)郑云山(中国计量科学研究院)秦朝琪(中国计量科学研究院)黄 威(无锡吉兴汽车声学部件科技有限公司)吴群力(北京声望声电技术有限公司)宋少智(北京声望声电技术有限公司)张炳毅(航空工业北京长城计量测试技术研究所)J J F1 9 5 42 0 2 1目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)4 概
3、述(2)5 计量特性(2)5.1 声功率级(2)5.2 体积加速度灵敏度(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 校准方法(3)8 校准结果表达(5)8.1 校准数据处理(5)8.2 校准结果的测量不确定度(5)8.3 校准证书(5)9 复校时间间隔(5)附录A 校准证书的内页格式(6)附录B 传声器位置示意图(8)附录C 测量不确定度评定示例(9)J J F1 9 5 42 0 2 1引 言本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则给出的规则编写。本规范依据J J F
4、1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示给出了声功率级的测量不确定度的评定示例。本规范为首次发布。J J F1 9 5 42 0 2 1体积声源校准规范1 范围本规范适用于体积声源声学性能的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G1 7 5 工作标准传声器(静电激励器法)J J G1 7 6 声校准器J J G2 7 7 标准声源J J G4 4 9 倍频程和分数倍频程滤波器J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义J J F1 0 3 4 声学计量术语及定义J J F1 2 8 8 多通道声分析仪校准规范G B/T3 1 0 2.7 声学的量和单位G B/T3 7
5、 8 5.1 电声学 声级计 第1部分:规范凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位本规范采用G B/T3 1 0 2.7中规定的量和单位。J J F1 0 0 1、J J F1 0 3 4和J J G2 7 7界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1体积加速度 v o l u m ea c c e l e r a t i o nQa c声源出声孔的质点法向加速度乘以出声孔的面积。注:单位为立方米每二次方秒(m3/s2)。3.2体积加速度灵敏度 v o l u m ea c c e l e r a
6、 t i o ns e n s i t i v i t ySv a单位体积加速度下体积声源输出电压值。注1 电压值由体积声源内置传感器测量得到的电压给出,体积声源内部传感器可能是传声器,也可能是加速度传感器。2 单位为伏二次方秒每立方米 V/(m3/s2)。1J J F1 9 5 42 0 2 14 概述体积声源是一种用于测量声学传递函数和分析声振传递路径的声源,其主要由一个发声单元和用于反馈的传感器组成,通过反馈控制使其向外辐射出稳定的体积加速度的声信号。可分为低频体积声源(通常为1 0 0H z 8 0 0H z)和中高频体积声源(通常为5 0 0H z 8k H z)。5 计量特性5.1
7、 声功率级在规定的频率范围内,其能够产生宽带稳态声,1/3倍频程频带声功率级一般不小于7 0d B。5.2 体积加速度灵敏度在规定的频率范围内,1/3倍频程频带体积加速度灵敏度偏离参考频率(一般为1k H z或者2 5 0H z)的差值一般不超过6d B。注:以上技术要求不用于合格判定,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件静压:8 0k P a 1 0 6k P a;温度:1 82 8;相对湿度:3 0%9 0%。6.2 测量标准及其他设备a)声校准器:性能等级应符合J J G1 7 6中规定的1级的要求。b)自由场型传声器:性能等级符合J J G1 7 5中WS 2 F或WS 3 F型的要
8、求,在规定频率范围内测量不确定度不应超过0.3d B(k=2)。c)前置放大器:频率响应在规定频率范围内不超过0.1d B,输入端短路线性噪声和A计权噪声应分别不高于1 0V和3V。d)多通道声分析仪:频率范围至少为1 0 0H z 2 0k H z,频率响应优于0.3d B,频率计权性能满足J J F1 2 8 8的要求,1/3倍频程满足J J G4 4 9的要求。注:声分析仪可由带频谱分析功能声级测量装置替代。e)钢卷尺:最长测试距离不小于3m,刻度值至少为0.0 0 1m,最大允许误差不应超过0.1%。f)半消声室:自由场半径不小于2m,自由场偏差应符合表1的要求,在1 0 0H z 2
9、 0k H z的频率范围内,每个1/3倍频程的背景噪声,至少应比体积声源在所有传声器位置处产生的1/3倍频程声压级低1 5d B。2J J F1 9 5 42 0 2 1表1 半消声室的自由声场最大允许误差1/3倍频程中心频率/H z最大允许误差/d B1 0 06 3 02.58 0 050 0 02.063 0 02 00 0 03.07 校准项目和校准方法7.1 校准项目体积声源的校准项目见表2。表2 体积声源校准项目一览表序号项目名称计量特性条款号校准方法条款号1声功率级5.17.2.22体积加速度灵敏度5.27.2.37.2 校准方法7.2.1 校准前检查体积声源应具有清晰的标志,包
10、括制造商名称、型号和序列号等。不应有影响性能的机械损伤,不应出现操作失灵等现象。7.2.2 声功率级声功率级的校准在半消声室中进行。a)体积声源的位置体积声源放置在半消声室反射面上方,方向与通常使用的方向相同。b)传声器的位置在半消声室中进行校准时,使用自由场型传声器,测量传声器一般布置在半径为2m的半球形测量表面上,传声器的安装方向,应使传声器的主轴方向与测量表面相垂直。体积声源的发声口放置在半球中心或者上表面在反射面上的投影的几何中心为半球中心。在半球形测量表面上按等面积不少于1 0点方式根据G B/T3 7 6 7或者G B/T6 8 8 2中的坐标布置(见附录B),同时确认固定传声器的
11、机械装置不会影响测量结果。c)测量步骤1)校准每次测量前后需用准确度等级不低于J J G1 7 6中规定的1级的声校准器对包括传声器在内的测量通道进行校准,测量前后的结果偏差不应超过0.2d B。2)声压级测量用多通道声分析仪和传声器对半球形测量表面上各点的频带声压级测量时,保证足够长的平均时间,对中心频带等于或小于1 6 0H z的频带,其平均时间至少为3 0s;对中心频带等于或大于2 0 0H z的频带,平均时间至少为1 0s。3J J F1 9 5 42 0 2 13)表面平均声压级的计算体积声源的声功率级Lw由测量半球上的表面声压级Lp计算得到,表面声压级Lp由测量半球面上均方声压的空
12、间平均算出,按公式(1)计算:Lp=1 0l g1NNi=11 00.1Lp i(1)式中:Lp 表面声压级,d B;Lp i 第i点的表面声压级,d B;N 传声器位置数。4)频带声功率级计算半自由场内,在基准气象条件下,每个测试频带的频带声功率级LW应按公式(2)进行计算:LW=Lp+1 0l g(S/S0)+C1+C2+C3(2)式中:Lp 被测体积声源的表面时间平均声压级,d B;S 半球测量表面面积,m2;S0 参考面积,1m2;C1 用于计算声压级和声功率级时使用的不同基准量的修正值,它是在实验室环境条件下空气特性声阻抗的函数,d B;C2 声辐射阻抗修正值,d B;C3 在特定频
13、率对空气吸收衰减的修正,d B。注:常规情况下,C1、C2和C3可忽略。7.2.3 体积加速度灵敏度在点声源的假设下,体积加速度和声功率之间的关系为:Qa c=4 Wc(3)式中:Qa c 体积声源出口处的体积加速度,m3/s2;W 体积声源的声功率,W;空气密度,k g/m3;c 空气声速,m/s。在测量7.2.2中的声功率级的同时,用声学分析仪测量体积声源内置传感器输出电压U,根据公式(4)计算体积声源的1/3倍频程频带体积加速度灵敏度。Sv a=UQa c(4)式中:Sv a 体积加速度灵敏度,V/(m3/s2)。4J J F1 9 5 42 0 2 18 校准结果表达8.1 校准数据处
14、理所有的数据应先计算,后修约。校准数据应修约到0.1d B。8.2 校准结果的测量不确定度体积声源测量不确定度按J J F1 0 5 9.1的要求评定,不确定度评定的示例见附录C。8.3 校准证书体积声源经过校准,出具校准证书,推荐的体积 声 源校 准 证 书 的 内页 格 式 见附录A。9 复校时间间隔体积声源的复校时间间隔建议为1年。复校时间间隔的长短取决于其使用情况,如环境条件、使用频率及测量对象等,因此,使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间间隔。5J J F1 9 5 42 0 2 1附录A校准证书的内页格式 推荐的体积声源校准证书的内页格式见图A.1。证书编号校准机构授权说明
15、校准的技术依据J J F1 9 5 42 0 2 1体积声源校准规范校准环境条件及地点地 点温 度相对湿度%其他校准使用的计量(基)标准装置名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至校准使用的标准器名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差标准器证书编号有效期至第页 共页图A.1 校准证书的内页格式6J J F1 9 5 42 0 2 1证书编号校 准 结 果1.声功率级表1 频带声功率级频带中心频率/H z1/3倍频程带声功率级/d B频带中心频率/H z1/3倍频程带声功率级/d B1 0 012 5 01 2 516 0 01 6 020 0 0
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