電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)規(guī)范

1電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于電容式工程測量傳聲器的校準(zhǔn)。本規(guī)范引用下列文件：JJF1001—2011通用計量術(shù)語及定義JJF1019—2007工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器(耦合腔比較法)JJF1034—2005聲學(xué)計量名詞術(shù)語及定義JJF1137—2005傳聲器前置放大器校準(zhǔn)規(guī)范GB/T2900.86—2009電工術(shù)語聲學(xué)和電聲學(xué)GB/T3240聲學(xué)測量中的常用頻率GB/T3785.1—2010電聲學(xué)聲級計第1部分：規(guī)范GB/T3947—1996聲學(xué)名詞術(shù)語GB/T15173電聲學(xué)聲校準(zhǔn)器GB/T20441.1—2010電聲學(xué)測量傳聲器第1部分：實驗室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器規(guī)范GB/T20441.4—2006測量傳聲器第4部分：工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器規(guī)范SJ/T10724—2013電聲學(xué)測量電容傳聲器通用規(guī)范SJ/T10725—2013電聲學(xué)測量電容傳聲器電聲性能的測量方法IEC61094-6:2004測量傳聲器第6部分：用于測定頻率響應(yīng)的靜電激勵器(Measurementmicrophones—Part6:Electrostaticactuatorsfordeterminationoffre-quencyresponse)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1術(shù)語和定義JJF1001—2011、JJF1034—2005和JJF1059.1—2012界定的及以下術(shù)語和定義適3.1.1電容傳聲器condensermicrophone利用電容的變化工作的傳聲器。[GB/T2900.86—2009,定義801-26-13]3.1.2工程測量傳聲器projectmeasurementmicrophone滿足聲級計及聲壓測試系統(tǒng)對電聲性能和機械尺寸要求的傳聲器。它的靈敏度可用以下方法之一校準(zhǔn)：2a)與已校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)傳聲器作比較；b)使用GB/T15173規(guī)定的聲校準(zhǔn)器校準(zhǔn)。傳聲器除了連接它的接地屏蔽結(jié)構(gòu)外，沒有其他電負載時，用插入電壓技術(shù)測得的傳聲器電輸出端的交流電壓。[GB/T20441.1—2010,定義3.3]為描述傳聲器的位置而規(guī)定在傳聲器上的或傳聲器附近的一個點。[GB/T3785.1—2010,定義3.12]注：參考點可以是傳聲器膜片的中心。3.1.5主軸principalaxis通過傳聲器的參考點并與膜片垂直的直線[GB/T20441.4—2006,定義3.2]垂直于傳聲器主軸并緊靠傳聲器保護柵的平面。[GB/T20441.4—2006,定義3.3]3.1.7聲壓靈敏度pressuresensitivity對給定頻率和給定環(huán)境條件的正弦聲波，傳聲器開路電壓與均勻作用于傳聲器膜片上(即傳聲器的聲學(xué)端)聲壓的比值[GB/T20441.1—2010,定義3.4]3.1.8自由場靈敏度free-fieldsensitivity對給定頻率和給定環(huán)境條件的指定入射方向的正弦平面行波，傳聲器開路電壓與在聲場中引入傳聲器前存在于傳聲器聲中心位置處的自由場聲壓的比值。[GB/T20441.1—2010,定義3.6]注：當(dāng)頻率足夠低以至于聲場受傳聲器的干擾可忽略時，自由場靈敏度接近于聲壓3.1.9擴散場靈敏度diffuse-fieldsensitivity在擴散場中，對給定頻率和給定環(huán)境條件下的正弦聲波，傳聲器開路電壓與在聲場中引入傳聲器前存在于傳聲器聲中心位置處聲壓的比值。[GB/T20441.1—2010,定義3.8]注：當(dāng)頻率足夠低以至于聲場受傳聲器的干擾可忽略時，擴散場靈敏度接近于聲壓傳聲器靈敏度與參考靈敏度之比的以10為底的對數(shù)乘以20。1.靈敏度級分為聲壓靈敏度級、自由場靈敏度級和擴散場靈敏度級。2.參考靈敏度為1V/Pa。33.1.11[靈敏度級的]頻率響應(yīng)[sensitivitylevel]frequencyresponse在給定條件下，傳聲器在不同頻率時的靈敏度級與在參考頻率時的靈敏度級的注：頻率響應(yīng)分為聲壓頻率響應(yīng)、自由場頻率響應(yīng)和擴散場頻率響應(yīng)。3.1.12靜電激勵器響應(yīng)electrostaticactuatorresponse用特別設(shè)計的、由幅值對頻率均勻的電壓驅(qū)動的靜電激勵器測得的作為頻率函數(shù)的傳聲器相對于規(guī)定頻率的輸出。[SJ/T10725—2013,定義3.9]3.1.13動態(tài)范圍上限upperlimitofthedynamicrange引起傳聲器輸出電壓總失真為3%時所對應(yīng)的聲壓級。3.1.14下限頻率lowerlimitingfrequency靈敏度級比參考頻率時的聲壓靈敏度級低3dB時所對應(yīng)的頻率。3.2量和單位工程測量傳聲器主要計量特性的單位名稱和符號如下： 靈敏度級的單位為分貝(dB),參考值為1V/Pa:——靈敏度的單位為伏每帕(V/Pa);——頻率響應(yīng)的單位為分貝(dB);——動態(tài)范圍上限的單位為分貝(dB),基準(zhǔn)值為20μPa; 下限頻率的單位為赫茲(Hz).電容式工程測量傳聲器(以下簡稱為工程測量傳聲器)是通過電容的變化而將聲壓信號轉(zhuǎn)換為電信號的測量傳聲器。它分為1級和2級兩種性能等級，分別適用于GB/T3785.1—2010規(guī)定的1級和2級聲級計及其他聲壓測試系統(tǒng)。對工程測量傳聲器的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性等主要計量性能的要求低于實驗室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器。按電聲特性，工程測量傳聲器可分為聲壓型、自由場型和擴散場型，它們的聲壓靈敏度、自由場靈敏度或擴散場靈敏度在盡可能寬的頻率范圍內(nèi)近似地與頻率無關(guān)。工程測量傳聲器的標(biāo)稱直徑主要有23.77mm、12.7mm和6.35mm三種。尺寸較小的傳聲器通常具有更寬的頻率范圍。工程測量傳聲器的類型標(biāo)識由字母PM、一位表示機械結(jié)構(gòu)的阿拉伯?dāng)?shù)字和一位表示電聲特性的拉丁字母構(gòu)成。數(shù)字1、2或3分別表示標(biāo)稱直徑為23.77mm、12.7mm或6.35mm的工程測量傳聲器；而字母P、F或D分別表示聲壓型、自由場型或擴散場型工程測量傳聲器。例如，PM2F表示標(biāo)稱直徑為12.7mm、自由場型的工程測量5計量特性5.1靈敏度級5.1.1在200Hz～1000Hz范圍內(nèi)的參考頻率處，工程測量傳聲器靈敏度級(和對應(yīng)4的靈敏度)的優(yōu)選標(biāo)稱值為：—50dB(3mV/Pa—60dB(1mV/Pa)。參考頻率通常為250Hz或1000Hz。5.1.21級工程測量傳聲器靈敏度級與標(biāo)稱值的偏差一般不超過±2.0dB,2級一般不5.2頻率響應(yīng)工程測量傳聲器靈敏度級的頻率響應(yīng)一般不超過表1給出的極限值。表1頻率響應(yīng)的極限值頻率Hz頻率響應(yīng)的極限值/dBPM1PM2PM31級1級1級+2.0,一~+3.3,一~+2.0,一~+3.3,一~+3.3,一~+1.7,一~+1.7,一~十3.3,一~十1.7,一+3.3,一~+1.3,—2.7+3.3,一~十1.3,—2.7+3.3,一~+1.3,—2.7+3.3,一~士1.3士1.3士2.0士1.3+1.3,-1.0士2.0+1.3,-1.0士2.0+1.3,-1.0士2.0士2.0士1.0士2.0士1.3士0.7士1.3士0.7士1.3士1.3士1.3士1.3士1.3士0.7士0.7士1.0士0.7士1.0士1.0士1.0士1.0士1.0士1.0土0.7土0.7士1.0土0.7士1.0400士1.0士0.7士1.05頻率Hz頻率響應(yīng)的極限值/dBPM1PM2PM3士1.0士1.0士0.7士1.0士0.7士1.0士1.0士0.7士1.0士0.7士1.0士1.02000士1.3士0.7士1.0士1.02500士1.7士0.7士1.3士1.0土0.74000士2.0士1.7士1.3士1.76300+1.0,—1.3士3.0士2.0士1.78000+1.0,-1.7士1.0士2.3十1.3,—2.0十3.3,一+1.0,-1.3+1.7,—3.3+1.0,-1.7士3.3士1.0士2.3+2.0,一10.7—十1.3,-2.0+1.0,一1.3土3.020000+2.4,一 +1.7,-3.3+3.6,一~+1.0,-1.725000—+2.0,—10.7 十1.3,—2.031500—— ——+1.7,—3.340000—— — +2.0,-10.7——50000 —5.3動態(tài)范圍上限對于PM1型工程測量傳聲器，動態(tài)范圍上限一般不低于135dB,PM2型一般不低于140dB,PM3型一般不低于150dB。5.4下限頻率當(dāng)工程測量傳聲器的壓力均衡孔完整地暴露于聲場中時，其下限頻率一般在3Hz~10Hz之間。注：由于校準(zhǔn)無需作出合格與否的判定，因此第5章中給出的指標(biāo)僅供參考。66校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件工程測量傳聲器應(yīng)在以下環(huán)境條件下進行校準(zhǔn)：——空氣溫度：18℃~28℃;——相對濕度：30%～90%; 靜壓：86kPa～106kPa;——Z計權(quán)環(huán)境噪聲級應(yīng)比試驗信號級至少低20dB。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備a)聲校準(zhǔn)器1級或LS級聲校準(zhǔn)器，標(biāo)稱頻率應(yīng)包括1000Hz或250Hz。b)參考傳聲器靈敏度和頻率響應(yīng)已校準(zhǔn)的工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器(WS),其聲壓和自由場響應(yīng)修正值為已知，其性能應(yīng)符合GB/T20441.4—2006的要求。c)測量放大器測量放大器的頻率響應(yīng)，在10Hz～50kHz頻率范圍內(nèi)不超過±0.1dB,在3Hz~10Hz頻率范圍內(nèi)不超過±0.2dB,總失真不大于0.1%,40dB范圍內(nèi)的級線性誤差不超d)數(shù)字電壓表數(shù)字電壓表測量交流電壓的最大允許誤差，在10Hz～50kHz的頻率范圍內(nèi)不應(yīng)超過±0.2%,在3Hz～10Hz的頻率范圍內(nèi)不超過±1%。e)數(shù)字頻率計在3Hz～50kHz的頻率范圍內(nèi)，數(shù)字頻率計測量頻率或周期的最大允許誤差不超過±0.5%。f)聲頻信號發(fā)生器圍內(nèi)的幅頻特性優(yōu)于±0.1dB,3Hz～10Hz范圍內(nèi)優(yōu)于±0.2dB?？偸д娌淮笥?.1%,輸出信號電壓不低于30V。注：如果輸出電壓不能達到30V,可通過放大來實現(xiàn)。g)前置放大器前置放大器的頻率響應(yīng)，在10Hz～50kHz頻率范圍內(nèi)不超過±0.1dB,在3Hz~10Hz頻率范圍內(nèi)不超過±0.2dB。h)消聲室和聲源在測試頻率范圍內(nèi)，消聲室有效工作空間范圍中的聲壓級與平方反比定律理論值的偏差不超過±1.0dB。聲源能在傳聲器位置產(chǎn)生所要求的聲壓級的正弦信號聲壓，總失真不超過3%。i)直流電壓源輸出電壓一般為800V,測量期間的幅值漂移不大于0.1%。7j)靜電激勵器靜電激勵器應(yīng)具有IEC61094-6:2004附錄A所示的結(jié)構(gòu)和設(shè)計，在參考頻率處，其響應(yīng)重復(fù)性的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.04dB。k)有源耦合腔耦合腔的最大尺寸應(yīng)小于空氣中聲波波長的1/20,腔內(nèi)與腔外應(yīng)有壓力均衡裝置，在與傳聲器耦合時不應(yīng)漏氣。1)聲頻功率放大器在10Hz～50kHz的頻率范圍內(nèi)，聲頻功率放大器頻率響應(yīng)不超過±0.2dB,總失真不大于0.5%。m)高聲壓傳聲器校準(zhǔn)器校準(zhǔn)儀腔內(nèi)的聲壓連續(xù)可調(diào)，最高聲壓級不小于154dB,總失真不大于0.6%。n)失真測量儀失真測量儀的最大允許誤差不超過量程的±10%。o)監(jiān)測傳聲器聲壓型高聲壓測量傳聲器，動態(tài)范圍上限不低于160dB。p)低頻耦合腔低頻耦合腔的頻率范圍至少為3Hz～300Hz。q)氣壓表氣壓表的最大允許誤差不超過±0.2kPa。注：測量放大器、數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計等分離設(shè)備可由帶有相應(yīng)功能的聲分析7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目工程測量傳聲器的校準(zhǔn)項目見表2。實驗室宜根據(jù)工程測量傳聲器的型號及預(yù)期用途，選擇適用的校準(zhǔn)項目。表2校準(zhǔn)項目一覽表序號項目名稱計量特性的條號校準(zhǔn)方法的條號1靈敏度級2頻率響應(yīng)3動態(tài)范圍上限4下限頻率7.2校準(zhǔn)前檢查目視檢查工程測量傳聲器：a)應(yīng)無機械性損傷或變形；b)膜片應(yīng)清潔，無污染、銹蝕現(xiàn)象。8工程測量傳聲器如不符合上述要求，則不應(yīng)進行校準(zhǔn)。7.3靈敏度級的校準(zhǔn)方法7.3.1概述對大多數(shù)的工程測量傳聲器，當(dāng)參考頻率為250Hz時的自由場靈敏度級、擴散場靈敏度級和聲壓靈敏度級三者基本上是相等的。當(dāng)參考頻率為1kHz時，三者之間可能有較大的差異，特別是對PM1型工程測量傳聲器。傳聲器制造商通常會提供自由場和擴散場修正值，以便由聲壓靈敏度級得到相應(yīng)的自由場靈敏度級和擴散場靈敏度級。因此，通常只需測定工程測量傳聲器的聲壓靈敏度級即可。7.3.2聲壓靈敏度級7.3.2.1工程測量傳聲器的聲壓靈敏度級采用聲校準(zhǔn)器法直接測量，測量裝置如圖1所示。工程測量傳聲器前置放大器測量放大器數(shù)字電壓表支架圖1聲壓靈敏度級測量裝置示意圖7.3.2.2聲壓靈敏度級的測量步驟如下。a)測量放大器置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)以及與被校工程測量傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。接入測量放大器內(nèi)部的50mV參考電壓，調(diào)節(jié)測量放大器的“前置放大器輸入”靈敏度，使數(shù)字電壓表的示值為50.0mV。b)使工程測量傳聲器與聲校準(zhǔn)器緊密耦合，并使工程測量傳聲器的主軸垂直于水平面。c)接通聲校準(zhǔn)器的電源，在制造商規(guī)定的穩(wěn)定時間之后，讀取并記錄數(shù)字電壓表的交流電壓示值U,,按公式(1)計算工程測量傳聲器的輸出電壓級Lu。Lu——工程測量傳聲器的輸出電壓級，dB;U,——數(shù)字電壓表的交流電壓示值，V;9d)按公式(2)計算工程測量傳聲器的聲壓靈敏度級：Lmp=-26-(Lpo+△p-Lu)+A式中：L,o——聲校準(zhǔn)器聲壓級的校準(zhǔn)值，dB;△p——聲校準(zhǔn)器的靜壓修正值，dB;Lu——工程測量傳聲器輸出電壓級，dB;A——前置放大器的傳輸損失，dB。聲校準(zhǔn)器的靜壓修正值或修正方法可由聲校準(zhǔn)器的使用說明書中獲得。前置放大器的傳輸損失可從其使用說明書中獲得或按JJF1137—2005的7.2.3測得。7.3.2.3工程測量傳聲器的聲壓靈敏度按公式(3)計算。7.3.3自由場靈敏度級7.3.3.1如傳聲器制造商提供了工程測量傳聲器的自由場修正值，則可用于將7.3.2測得的聲壓靈敏度級換算為自由場靈敏度級。7.3.3.2工程測量傳聲器的自由場靈敏度級也可采用自由場替代法測量，測量裝置如圖2所示。其中的傳聲器為替換使用的工程測量傳聲器和參考傳聲器。參考傳聲器應(yīng)為已知自由場靈敏度級的工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器。消聲室消聲室聲源聲頻功率發(fā)生器數(shù)字頻率計傳聲器和前置放大器聲頻信號發(fā)生器測量放大器數(shù)字電壓表7.3.3.3自由場靈敏度級的測量步驟如下。a)測量放大器置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)以及與被校工程測量傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。b)按圖2布置聲源和參考傳聲器，使傳聲器主軸與聲源的主軸重合，二者聲中心的距離為1000mm±5mm,調(diào)節(jié)聲頻信號發(fā)生器輸出信號的頻率為參考頻率(通常為1kHz),調(diào)節(jié)輸出信號電壓使測量放大器指示為參考聲壓級，記錄數(shù)字電壓表的示c)保持聲頻信號發(fā)生器的輸出恒定，用工程測量傳聲器取代參考傳聲器，記錄數(shù)字電壓表的示值U。d)按公式(4)計算工程測量傳聲器的自由場靈敏度級。LM——工程測量傳聲器的自由場靈敏度級，dB;LMo——參考傳聲器的自由場靈敏度級的校準(zhǔn)值，dB;U,——使用參考傳聲器時數(shù)字電壓表的示值，V;U,——使用工程測量傳聲器時數(shù)字電壓表的示值，V。7.3.3.4工程測量傳聲器的自由場靈敏度可按公式(5)計算。式中：M——自由場靈敏度，V/Pa;Lm——自由場靈敏度級，dB;M?——參考靈敏度，M,=1V/Pa。7.3.4擴散場靈敏度級7.3.4.1如傳聲器制造商提供了工程測量傳聲器的擴散場修正值，則可用于將7.3.2測得的聲壓靈敏度級換算為擴散場靈敏度級。7.3.4.2如參考傳聲器在不同聲入射角時的自由場靈敏度級為已知，則也可采用自由場替代法測量工程測量傳聲器的擴散場靈敏度級。在7.3.3.3的測量中，以30°的步值改變工程測量傳聲器的方位，測得不同聲入射角時工程測量傳聲器的自由場靈敏度級，按公式(5)計算出相應(yīng)的自由場靈敏度，再按公式(6)計算工程測量傳聲器的擴散場靈敏度。Ma=√K?Mi+K?Mi+K?Mio+K?Mi+KsMi2o+K;Mis+K?Mis(6)式中：M?——擴散場靈敏度，V/Pa;M、Mao、Míso、M|go、Mi?o、Mns0、Mnso——入射角分別為0°、30°、60°、90°、V/Pa;K?=K?=0.018;K?=K?=0.129;K?=Ks=0.224;K?=0.258。然后，按公式(7)計算工程測量傳聲器的擴散場靈敏度級。式中：Lma——擴散場靈敏度級，dB;數(shù)字頻率計支架數(shù)字頻率計支架7.4頻率響應(yīng)的校準(zhǔn)方法7.4.1概述7.4.1.1宜優(yōu)選靜電激勵器法。由于電容傳聲器的靜電激勵器響應(yīng)接近于聲壓頻率響應(yīng)，只是在高頻段有細微的差異，根據(jù)制造商提供的修正值，即可由靜電激勵器響應(yīng)得到傳聲器的自由場頻率響應(yīng)和擴散場頻率響應(yīng)。在低頻段，傳聲器的自由場頻率響應(yīng)接近于聲壓頻率響應(yīng)，所以，低頻段的自由場靈敏度級也可采用耦合腔替代法或耦合腔比較法獲得。在7.3.4的每一測試頻率(包括參考頻率),測出不同聲入射角時的自由場靈敏度級，再按公式(7)計算各頻率時的擴散場靈敏度級，也可確定工程測量傳聲器的擴散7.4.1.2對1級工程測量傳聲器，測量頻率宜按GB/T3240取1/3oct常用頻率的標(biāo)稱值；對2級工程測量傳聲器，測量頻率宜按GB/T3240取1/1oct常用頻率的標(biāo)稱值以及傳聲器頻率范圍的上、下限值。測量頻率范圍宜按使用說明書或用戶要求，當(dāng)使用說明書和用戶無要求時，可參照表1。7.4.2靜電激勵器法7.4.2.1采用靜電激勵器法測量工程測量傳聲器頻率響應(yīng)的裝置如圖3所示，圖3中靜電激勵器靜電激勵器直流電壓源工程測量傳聲器前置放大器數(shù)字電壓表測量放大器聲頻信號發(fā)生器圖3靜電激勵器法測量裝置示意圖7.4.2.2靜電激勵器法測定工程測量傳聲器頻率響應(yīng)的步驟如下。a)測量放大器置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)和與被校工程測量傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。用內(nèi)部參考源校準(zhǔn)好測量放大器。b)取下工程測量傳聲器的保護柵，將靜電激勵器置于傳聲器膜片上方。c)接通直流電壓源，所施加的直流電壓宜至少比聲頻信號的交流電壓大10倍。聲頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率置于參考頻率(通常為1kHz),調(diào)節(jié)其信號幅值，確保在測試頻率范圍內(nèi)，靜電激勵器能產(chǎn)生高于環(huán)境噪聲至少20dB的響應(yīng)級，記錄數(shù)字電壓表的交流電壓示值Ur。d)保持聲頻信號發(fā)生器的輸出電壓不變，按7.4.1.2的規(guī)定改變信號頻率f;,在每一測試頻率，記錄數(shù)字電壓表的交流電壓示值U;。e)按公式(8)計算工程測量傳聲器的靜電激勵器頻率響應(yīng)。δ——工程測量傳聲器的靜電激勵器頻率響應(yīng)，dB;U,——測試頻率為參考頻率時數(shù)字電壓表的交流電壓示值，V;U;——測試頻率為f;時數(shù)字電壓表的交流電壓示值，V。f)在步驟e)得到的靜電激勵器頻率響應(yīng)上迭加制造商提供的聲壓響應(yīng)修正值即可得到工程測量傳聲器的聲壓頻率響應(yīng)。注：前置放大器和測量放大器的頻率特性會影響測量結(jié)果，必要時需加以修正。7.4.2.3如制造商提供了傳聲器的自由場修正值和擴散場修正值，便可在聲壓頻率響應(yīng)的基礎(chǔ)上獲得工程測量傳聲器的自由場頻率響應(yīng)和擴散場頻率響應(yīng)。7.4.3耦合腔替代法7.4.3.1采用耦合腔替代法測量工程測量傳聲器聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的裝置如圖4所示。圖中的傳聲器為交替使用的參考傳聲器和工程測量傳聲器。參考傳聲器宜與被校的工程測量傳聲器具有相同的標(biāo)稱直徑。數(shù)字電壓表前置放大器有源前置放大器有源耦合腔測量放大器傳聲器發(fā)生器數(shù)字頻率計圖4耦合腔替代法測量裝置示意圖7.4.3.2耦合腔替代法測定工程測量傳聲器聲壓頻率響應(yīng)的步驟如下。a)測量放大器置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)和與被校工程測量傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。用內(nèi)部參考源校準(zhǔn)好測量放大器。b)將參考傳聲器與有源耦合腔緊密耦合。聲頻信號發(fā)生器的信號頻率置于參考頻率，調(diào)節(jié)輸出信號電壓使測量放大器指示為參考聲壓級，記錄數(shù)字電壓表的示值Uor。c)保持聲頻信號發(fā)生器的輸出恒定，用工程測量傳聲器取代參考傳聲器后，記錄數(shù)字電壓表的示值U。d)按7.4.1.2的規(guī)定改變信號頻率f;。在每一測試頻率，使用參考傳聲器時，調(diào)節(jié)信號電壓使數(shù)字電壓表的示值與步驟b)時相同；然后用工程測量傳聲器取代參考傳聲器，保持信號電壓不變，記錄數(shù)字電壓表的示值U。e)按公式(9)計算工程測量傳聲器的聲壓頻率響應(yīng)。6.,——工程測量傳聲器的聲壓頻率響應(yīng)，dB;U,r——使用工程測量傳聲器在參考頻率時數(shù)字電壓表的示值，V;U;——使用工程測量傳聲器在測試頻率f;時數(shù)字電壓表的示值，V;δp,;——參考傳聲器的聲壓頻率響應(yīng)，dB。注：前置放大器和測量放大器的頻率特性會影響測量結(jié)果，必要時需加以修正。7.4.3.3如制造商提供了傳聲器的自由場修正值和擴散場修正值，便可在聲壓頻率響應(yīng)的基礎(chǔ)上獲得工程測量傳聲器的自由場頻率響應(yīng)和擴散場頻率響應(yīng)。7.4.4耦合腔比較法由于耦合腔替代法在高頻段的不確定度較大，所以，有條件時也可采用耦合腔比較法測定工程測量傳聲器的聲壓頻率響應(yīng)。耦合腔比較法測定工程測量傳聲器聲壓頻率響應(yīng)的測量裝置如JJG1019—2007的圖1所示，測量方法見JJG1019—2007的7.3.1.3。7.4.5自由場替代法7.4.5.1自由場替代法用于測定工程測量傳聲器中頻段和高頻段的自由場頻率響應(yīng)，測量裝置如圖2所示。7.4.5.2自由場替代法測定工程測量傳聲器自由場頻率響應(yīng)的步驟如下。a)測量放大器置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)和與被校工程測量傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。用內(nèi)部參考源校準(zhǔn)好測量放大器。b)按圖2布置聲源和參考傳聲器，使傳聲器主軸與聲源的主軸重合，二者聲中心的距離為1000mm±5mm,調(diào)節(jié)聲頻信號發(fā)生器輸出信號的頻率為參考頻率，調(diào)節(jié)輸出信號電壓使測量放大器指示為參考聲壓級，記錄數(shù)字電壓表的示值Uor。c)保持聲頻信號發(fā)生器的輸出恒定，用工程測量傳聲器取代參考傳聲器，記錄數(shù)字電壓表的示值Ud)按7.4.1.2的規(guī)定改變信號頻率f;。在每一測試頻率，使用參考傳聲器時，調(diào)節(jié)信號電壓使數(shù)字電壓表的示值與步驟b)時相同；然后用工程測量傳聲器取代參考傳聲器，保持信號電壓不變，記錄數(shù)字電壓表的示值Ur。e)按公式(10)計算工程測量傳聲器的自由場頻率響應(yīng)。δ;——工程測量傳聲器的自由場頻率響應(yīng)，dB;U——使用工程測量傳聲器在參考頻率時數(shù)字電壓表的示值，V;U,——使用工程測量傳聲器在測試頻率f;時數(shù)字電壓表的示值，V;δr.;——參考傳聲器的自由場頻率響應(yīng)，dB。注：前置放大器和測量放大器的頻率特性會影響測量結(jié)果，必要時需加以修正。前置前置放大器7.4.5.3在某些測試頻率，自由場裝置中的聲壓級可能達不到參考聲壓級，此時可選擇其他適當(dāng)?shù)穆晧杭墸匾獣r也可改變7.4.5.2b)中的距離，但在計算頻率響應(yīng)時需作相應(yīng)的調(diào)整。7.5動態(tài)范圍上限的校準(zhǔn)方法7.5.1工程測量傳聲器動態(tài)范圍上限的測量裝置如圖5所示。失真測量儀失真測量儀放大器傳聲器測量放大器傳聲器聲頻功率聲頻信號發(fā)生器測量放大器數(shù)字頻率計圖5動態(tài)范圍上限測量裝置示意圖7.5.2動態(tài)范圍上限的試驗步驟如下。a)將工程測量傳聲器和監(jiān)測傳聲器同時耦合在高聲壓傳聲器校準(zhǔn)器的耦合腔中。b)將兩個回路中的測量放大器都置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)以及與所用傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。用內(nèi)部參考源校準(zhǔn)好測量放大器。c)聲頻信號發(fā)生器置于制造商規(guī)定的頻率，如無特別要求，則置于95Hz。從制造商規(guī)定的傳聲器動態(tài)范圍上限以下5dB起，緩慢地加大聲頻信號發(fā)生器的輸出電壓，由監(jiān)測傳聲器回路中的測量放大器監(jiān)視耦合腔內(nèi)的聲壓級，同時觀察失真測量儀的示值，當(dāng)總失真達到3.0%時，記錄監(jiān)測傳聲器回路中測量放大器的示值。該示值對應(yīng)的聲壓級即為工程測量傳聲器動態(tài)范圍上限L,u。7.6下限頻率的校準(zhǔn)方法7.6.1工程測量傳聲器的下限頻率采用低頻耦合腔法測量，測量裝置如圖6所示。需特別注意的是，工程測量傳聲器的壓力均衡孔應(yīng)暴露于聲場中。數(shù)字頻率計數(shù)字頻率計傳聲器低頻耦合腔聲源聲頻信號發(fā)生器測量放大器數(shù)字電壓表圖6下限頻率測量裝置示意圖7.6.2工程測量傳聲器下限頻率的測量步驟如下。a)將工程測量傳聲器置于低頻耦合腔內(nèi)，確保工程測量傳聲器的壓力均衡孔完整地暴露于聲場中。b)測量放大器置于線性頻率響應(yīng)、S(慢)時間計權(quán)和與被校工程測量傳聲器相應(yīng)的極化電壓擋。用內(nèi)部參考源校準(zhǔn)好測量放大器。c)將聲頻信號發(fā)生器頻率置為250Hz或95Hz,記錄測量放大器的示值。d)保持聲頻信號發(fā)生器的輸出電壓不變，逐漸降低信號頻率，當(dāng)測量放大器的示值比步驟c)記錄的示值低3.0dB時，記錄數(shù)字頻率表的示值，該頻率即為工程測量傳聲器的下限頻率fr。如有必要，應(yīng)對聲源的頻率響應(yīng)進行修正。如需要，計算傳聲器下限頻率的倒數(shù)即可得到傳聲器的均壓時間常數(shù)。8校準(zhǔn)結(jié)果表達8.1校準(zhǔn)記錄校準(zhǔn)記錄應(yīng)盡可能詳盡地記載測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。推薦的校準(zhǔn)記錄的格式見附錄A。8.2校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理所有的數(shù)值應(yīng)先計算，后修約。出具的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)按如下方法修約：a)靈敏度級及其頻率響應(yīng)的修約間隔為0.1dB;b)靈敏度保留3位有效數(shù)字；c)動態(tài)范圍上限的修約間隔為1dB;d)下限頻率的修約間隔為0.1Hz。8.3校準(zhǔn)證書應(yīng)為校準(zhǔn)的工程測量傳聲器出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書應(yīng)包括的信息及推薦的校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁格式見附錄B。8.4校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度工程測量傳聲器校準(zhǔn)的測量不確定度應(yīng)按JJF1059.1—2012的要求評定，不確定度評定的示例見附錄C。8復(fù)校時間間隔建議工程測量傳聲器復(fù)校時間間隔為1年。然而，復(fù)校時間間隔的長短取決于儀器的使用情況(使用部位的重要性、環(huán)境條件、使用頻率)、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸多因素，因此，客戶可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。校準(zhǔn)記錄的內(nèi)容和格式工程測量傳聲器校準(zhǔn)記錄的內(nèi)容及推薦的格式見圖A.1。電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)記錄共頁第頁委托方：1校準(zhǔn)前檢查校準(zhǔn)日期：年 V產(chǎn)品型號：類型標(biāo)識：出廠編號：極化電壓：2靈敏度級2.1聲壓靈敏度級極化電壓：V;參考頻率fo:Hz聲校準(zhǔn)器聲壓級的校準(zhǔn)值L:dB,基準(zhǔn)值為20μPa聲校準(zhǔn)器的靜壓修正值△p:dB前置放大器的傳輸損失A:dB數(shù)字電壓表交流電壓示值U,:mV,傳聲器輸出電壓級Lr:dB聲壓靈敏度級LMn:dB,擴展不確定度：dB(k=2)聲壓靈敏度M;mV/Pa2.2自由場靈敏度級極化電壓：V;參考頻率fo:Hz參考傳聲器自由場靈敏度級的校準(zhǔn)值LM:dB,參考值為1V/Pa參考傳聲器的輸出電壓U.:mV,工程測量傳聲器的輸出電壓U.:mV自由場靈敏度級Lxi:dB,擴展不確定度：dB(k=2)自由場靈敏度M:mV/Pa2.3擴散場靈敏度級聲入射角參考傳聲器的輸出電壓U,V工程測量傳聲器的輸出電壓UV參考傳聲器自由場靈敏度的校準(zhǔn)值LM0自由場靈敏度級L自由場靈敏度M;mV/Pa擴散場靈敏度M?:mV/Pa;擴散場靈敏度級LxdB,參考值為1V/Pa;擴展不確定度：dB(k=2)圖A.1校準(zhǔn)記錄的格式電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)記錄共頁第頁3靈敏度級的頻率響應(yīng)3.1靜電激勵器法參考頻率fa:Hz參考頻率時數(shù)字電壓表的示值U:V測試頻率fHz數(shù)字電壓表的示值U,V激勵器響應(yīng)級δ 修正值 頻率響應(yīng)擴展不確定度dB(k=2)3.2耦合腔替代法參考頻率fo:Hz使用參考傳聲器時的示值UdB使用工程測量傳聲器時的示值U:dB測試頻率f;Hz數(shù)字電壓表的示值UV聲壓頻率響應(yīng) 修正值頻率響應(yīng)擴展不確定度dB(k=2)3.3自由場替代法參考頻率f?:Hz使用參考傳聲器時的示值L。:dB使用工程測量傳聲器時的示值L:dB測試頻率f;數(shù)字電壓表的示值U,V自由場頻率響應(yīng) 修正值頻率響應(yīng)擴展不確定度圖A.1(續(xù))電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)記錄共頁第頁測試頻率f;:Hz參考頻率f?:Hz校準(zhǔn)的技術(shù)依據(jù)：JJF1653—2017電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)規(guī)范校準(zhǔn)所使用的標(biāo)準(zhǔn)裝置的名稱、溯源性及有效性的說明：校準(zhǔn)條件：C校準(zhǔn)員：核驗員：圖A.1(續(xù))校準(zhǔn)證書的內(nèi)容和格式B.1工程測量傳聲器的校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括以下信息：b)校準(zhǔn)實驗室的名稱和地址；c)進行校準(zhǔn)的地點(如果與校準(zhǔn)實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),頁碼及總頁數(shù)的標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識(如型號、性能等級、類型標(biāo)識及出廠編號等);g)進行校準(zhǔn)的日期；h)本技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及編號；i)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性的說明；j)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；1)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；m)校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；o)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書的聲明。B.2推薦的工程測量傳聲器校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁格式見圖B.1。證書編號××××××—××××校準(zhǔn)機構(gòu)授權(quán)說明校準(zhǔn)的技術(shù)依據(jù)JJF1653—2017電容式工程測量傳聲器校準(zhǔn)規(guī)范校準(zhǔn)環(huán)境條件及地點空氣溫度℃相對濕度%靜壓校準(zhǔn)使用的計量(基)標(biāo)準(zhǔn)裝置測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差計量(基)標(biāo)準(zhǔn)證書編號有效期至校準(zhǔn)使用的標(biāo)準(zhǔn)器測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差檢定/校準(zhǔn)證書編號有效期至第×頁共×頁圖B.1校準(zhǔn)證書內(nèi)頁的格式證書編號××××××—××××1靈敏度級：dB(參考1V/Pa),擴展不確定度：dB(k=2) 2靈敏度級的頻率響應(yīng)參考頻率.Hz測試頻率頻率響應(yīng)擴展不確定度(k=2)3動態(tài)范圍上限動態(tài)范圍上限：dB,擴展不確定度dB(k=2)4下限頻率：Hz,擴展不確定度Hz(k=2)以下空白。第×頁共×頁JJF1653—2017測量不確定度評定示例由于聲壓靈敏度級及其頻率響應(yīng)是工程測量傳聲器最主要的計量特性，所以本附錄選用聲壓靈敏度級和聲壓靈敏度級的頻率響應(yīng)作為測量不確定度評定的示例。本附錄還給出了動態(tài)范圍上限和下限頻率的測量不確定度的評定示例。C.2聲壓靈敏度級C.2.1測量模型按7.3.2給出的方法測定工程測量傳聲器的聲壓靈敏度級，計算聲壓靈敏度級的公式(2)亦是該計量特性的測量模型，稍加整理后變?yōu)楣?C.1)。LMp=Lu-Lpo-△p+A-26Lmp——聲壓靈敏度級，dB;Lu——工程測量傳聲器輸出電壓級，dB;Lpo——聲校準(zhǔn)器聲壓級的校準(zhǔn)值，dB;△p——聲校準(zhǔn)器的靜壓修正值，dB;A——前置放大器的傳輸損失，dB。C.2.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算公式由于公式(C.1)中Lu、Lpo、△p和A的不確定度互不相關(guān)，故聲壓靈敏度級的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u.可用公式(C.2)表示：u(Lnp)=√E2(Lu)u2(Lu)+c2(Lo)u2(Lpo)+c2(△p)u2(△p)+c2(A)u2(A)中靈敏系數(shù)分別為：將各靈敏系數(shù)代入公式(C.2)后，即可得到計算聲壓靈敏度級的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u.的公式(C.3):u.(LMp)=√u2(Lu)+u2(Lpo)+u2(△p)+u2(A)(C.3)C.2.3測量不確定度評定C.2.3.1鑒于工程測量傳聲器聲壓靈敏度級存在重復(fù)性測量不一致的可能，故此在重復(fù)性測量條件下對某工程測量傳聲器的輸出電壓級重復(fù)測量6次，并得到其6次的測量值分別為61.73dB、61.66dB、61.66dB、61.73dB、61.66dB和61.66dB。依照標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評定方法，計算得到上述6次工程測量傳聲器輸出電壓級測得值的算術(shù)平均值Luaw=61.68dB,并按公式(C.4)計算工程測量傳聲器輸出電壓級6次測得值的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(Lu):s(Lu)——重復(fù)測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差，dB;Lu;——第i次測得的工程測量傳聲器輸出電壓級，dB;Luaw——工程測量傳聲器輸出電壓級n次測得值的算術(shù)平均值，dB;n——重復(fù)測量的次數(shù)。由此即可獲得測量重復(fù)性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u?(Lu)=s(Lu)=0.036dBC.2.3.2測量放大器的級線性(包括指示器的級線性)誤差不超過±0.15dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器的級線性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Lu)≈0.089dB。C.2.3.3當(dāng)聲校準(zhǔn)器的信號頻率與測量放大器的校準(zhǔn)信號頻率不同時，測量放大器的頻率響應(yīng)會引入不確定度。在適用頻率范圍內(nèi)測量放大器的頻率響應(yīng)估計為±0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ug(Lu)≈0.058dB。C.2.3.4測量放大器為工程測量傳聲器所提供的極化電壓的誤差不超過±0.1%,約合0.009dB,其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器的極化電壓誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Lu)≈0.005dB。C.2.3.5數(shù)字電壓表的交流電壓測量誤差不超過±0.2%,約合0.017dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故交流電壓測量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度us(Lu)≈0.01dB。C.2.3.6工程測量傳聲器前腔體積(包括等效體積)會影響耦合后聲校準(zhǔn)器在其耦合腔中所產(chǎn)生的聲壓級，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為u;(Lu)=0.02dB。C.2.3.7聲校準(zhǔn)器產(chǎn)生的校準(zhǔn)聲壓級與其校準(zhǔn)證書給出的校準(zhǔn)值的誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為u?(Lpo)=0.03dB。C.2.3.8在試驗環(huán)境條件下，空氣溫度變化對1級聲校準(zhǔn)器產(chǎn)生的聲壓級的改變量不超過±0.033dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ug(Lpo)≈0.019dB。C.2.3.9需就靜壓對聲校準(zhǔn)器產(chǎn)生的聲壓級進行修正，由于靜壓修正值的誤差和靜壓修正方法不完善所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為ug(△p)=0.015dB。C.2.3.10需對前置放大器傳輸損失進行修正，由于前置放大器傳輸損失修正值的誤差和其修正方法不完善所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為ui?(A)=0.005dB。C.2.3.11由于要求報告的聲壓靈敏度級的修約間隔為0.1dB,矩形分布的半?yún)^(qū)間寬為0.05dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故數(shù)值修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(v)≈0.029dB。C.2.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度通過C.2.3評定的聲壓靈敏度級的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總?cè)绫鞢.1所示。表C.1聲壓靈敏度級的標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量/dB符號數(shù)值/dB測量重復(fù)性誤差0.03610.036測量放大器的級線性誤差0.08910.089測量放大器的頻率響應(yīng)0.05810.058極化電壓的誤差0.00510.005交流電壓測量誤差us(Lu)1前腔體積誤差us(Lu)1聲校準(zhǔn)器聲壓級誤差空氣溫度變化的影響ug(Lpo)0.0190.019靜壓修正誤差ug(△p)0.0150.015傳輸損失修正誤差u10(A)0.00510.005數(shù)值修約uu(v)0.02910.029因上述標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量各自獨立、互不相干，按公式(C.3)計算并考慮數(shù)值修約引入的不確定度，便可得出工程測量傳聲器聲壓靈敏度級的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。:ue=√0.0362+0.0892+0.0582+0.0052+0.012+0.022+0.032+0.0192+0.0152+≈0.124(dB)C.2.5擴展不確定度取包含因子k=2,則工程測量傳聲器聲壓靈敏度級的擴展不確定度U為：U=k×u.=2×0.124=0.248(dB)因為要求修約間隔為0.1dB,所以，工程測量傳聲器聲壓靈敏度級的報告擴展不U=0.3dB,k=2C.3聲壓靈敏度級的頻率響應(yīng)C.3.1測量模型本規(guī)范7.4.2規(guī)定了采用靜電激勵器法測定傳聲器的聲壓靈敏度級的頻率響應(yīng)，即先測定傳聲器的靜電激勵器響應(yīng)，再施加制造者提供的聲壓場修正值，從而獲得傳聲器靈敏度級的聲壓頻率響應(yīng)。靜電激勵器法測定聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的測量模型見公式(C.5)。式中：δp——聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)，dB;δa——靜電激勵器頻率響應(yīng)，dB;Cp——聲壓場修正值，dB。C.3.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算公式由于公式(C.5)中δ。和C。的不確定度互不相關(guān)，故聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。可用公式(C.6)表示：u(δp)=√c2(δa)u2(δ。)+c公式(C.6)中靈敏系數(shù)分別為：將各靈敏系數(shù)代入公式(C.6)后，即可得到計算聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的公式(C.7):uc(δ)=√u2(δ。)+u2(Cp)C.3.3測量不確定度的評定C.3.3.1在重復(fù)性測量條件下，測試頻率分別為工作范圍的最低頻率(10Hz)和最高頻率(31500Hz)時，對某工程測量傳聲器的交流輸出電壓級重復(fù)測量6次，并按公式(8)計算傳聲器的靜電激勵器頻率響應(yīng)，測量數(shù)據(jù)及計算結(jié)果見表C.2。表C.2靜電激勵器頻率響應(yīng)的測量重復(fù)性測量順序交流電壓示值U;/mV靜電激勵器頻率響應(yīng)δ/dB測試頻率測試頻率10.5150.099—0.28—14.6120.5120.101—14.4330.5100.102—14.3540.5090.101—0.38—14.4350.5090.098—14.6960.5120.099—0.33—14.61算術(shù)平均值δa——0.345—14.52實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(δ)0.0390.134按公式(C.4)計算靜電激勵器頻率響應(yīng)的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差，其值見表C.2。由此即可得到測量重復(fù)性誤差在低頻段和高頻段引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：u(òa)=s?(δa)=0.039dBC.3.3.2聲頻信號發(fā)生器的幅頻特性優(yōu)于±0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故聲頻信號發(fā)生器的幅頻特性所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(δa)≈0.058dB。C.3.3.3靜電激勵器的激勵電壓-等效聲壓轉(zhuǎn)換過程中的誤差所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，在低頻段和高頻段分別估計為ust(δa)=0.01dB和u?n(δ。)=0.07dB。C.3.3.4前置放大器的頻率響應(yīng)優(yōu)于±0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故前置放大器頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u?(δ。)≈C.3.3.5測量放大器的頻率響應(yīng)優(yōu)于±0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為us(δ。)≈C.3.3.6測量放大器在20dB內(nèi)的級線性優(yōu)于±0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器級線性誤差所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(δ)≈C.3.3.7數(shù)字電壓表的交流電壓測量誤差不超過±0.2%,約合±0.017dB,由于在計算頻率響應(yīng)時取兩電壓值之比，因此可取為±0.009dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故數(shù)字電壓表交流電壓測量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(δa)≈0.005dB。C.3.3.8在測量過程中，包括直流電壓源、聲頻信號發(fā)生器和測量放大器在內(nèi)的信號和測量系統(tǒng)的非穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為ug(δ。)=0.058dB。C.3.3.9由于傳聲器的靜電激勵器響應(yīng)與聲壓頻率響應(yīng)在高頻段會有些差異，因而需作聲場修正，由于修正值的誤差或者修正不完善而引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為ug(Cp)=C.3.3.10要求報告的聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的修約間隔為0.1dB,矩形分布的半?yún)^(qū)間寬為0.05dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故數(shù)值修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uio(v)≈0.029dB。C.3.3.11數(shù)字頻率計頻率示值誤差也會引入不確定度，但是，由于傳聲器頻率響應(yīng)曲線相對平直，其所引入的不確定度可忽略不計。同時，由于是電壓比值的測量，實驗環(huán)境等其他因素所引入的測量不確定度也可忽略不計。C.3.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度通過C.3.3評定的聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總?cè)绫鞢.3所示。表C.3聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù)輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量/dB符號數(shù)值/dB低頻高頻低頻高頻低頻高頻測量重復(fù)性誤差un(δ。)uiH(δ)0.0390.13410.0390.134聲頻信號發(fā)生器的幅頻特性0.05810.058靜電激勵器電聲轉(zhuǎn)換誤差u?H(δ。)1前置放大器頻率響應(yīng)0.05810.058測量放大器頻率響應(yīng)us(δ)0.05810.058測量放大器級線性誤差0.05810.058交流電壓測量誤差0.00510.005系統(tǒng)不穩(wěn)定0.05810.058聲場修正值誤差U。(C) 1 數(shù)值修約0.02910.029因上述標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量各自獨立、互不相干，按公式(C.7)計算并考慮數(shù)值修約引入的不確定度，可得到工程測量傳聲器在工作頻率范圍低頻段和高頻段的聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ue和ucH分別為：ul=√0.0392+0.0582+0.012+0.0582+0.0582+0.0582+0.0052+0.0582+0.0292≈0.139(dB)ua=√0.1342+0.0582+0.072+0.0582+0.0582+0.0582+0.0052≈0.321(dB)C.3.5擴展不確定度取包含因子k=2,則工程測量傳聲器聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)在低頻段和高頻段的擴展不確定度U?和U分別為：U?=k×uct=2×0.139=0.278(dB)Uh=k×uch=2×0.321=0.642(dB)因為要求修約間隔為0.1dB,所以，工程測量傳聲器聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)的報告擴展不確定為：U=0.3dB,k=2(適用于低頻段)U=0.7dB,k=2(適用于高頻段)C.4動態(tài)范圍上限C.4.1測量模型本規(guī)范設(shè)計的工程測量傳聲器動態(tài)范圍上限的測量方法，是在被試傳聲器輸出信號的總失真達到規(guī)定的限值(3%)時，測量被試傳聲器的輸入聲壓級。這樣，動態(tài)范圍上限的測量不確定度主要來自于兩個方面：a)聲壓級的測量不確定度；b)失真測量誤差引入的聲壓級測量不確定度。動態(tài)范圍上限的測量模型見公式(C.8)?！鱈pu——動態(tài)范圍上限的測量誤差，dB;Lpux——動態(tài)范圍上限的測得值，dB;Lpu——動態(tài)范圍上限的參考量值，dB。C.4.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算公式由于公式(C.8)中L,u?和L,u的不確定度互不相關(guān)，故動態(tài)范圍上限的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?？捎霉?C.9)表示：u(Lpu)=√c2(Lpu?)u2(Lpu?)+c2(Lpuo)u2(Lpuo)公式(C.9)中靈敏系數(shù)分別為：將各靈敏系數(shù)代入公式(C.8)后，即可得到計算動態(tài)范圍上限的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的公式(C.10):u.(Lpu)=√u2(Lpux)+u2(Lpuo)(C.10)C.4.3測量不確定度的評定C.4.3.1鑒于動態(tài)范圍上限存在重復(fù)性測量不一致的可能，故此在重復(fù)性測量條件下對某工程測量傳聲器的動態(tài)范圍上限重復(fù)測量6次，其測得值分別為153.5dB、計算得到上述6個動態(tài)范圍上限測得值的算術(shù)平均值L,Uw=153.47dB,并按公式(C.4)計算工程測量傳聲器動態(tài)范圍上限6次測得值的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(Lpu)=0.082dB?？蓪⑵渥鳛闇y量重復(fù)性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u?(Lpux)=s(Lpu)=0.082dBC.4.3.2前置放大器的頻率響應(yīng)優(yōu)于±0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故前置放大器頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Lpux)≈0.058dB。C.4.3.3測量放大器的頻率響應(yīng)優(yōu)于土0.1dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(Lpux)≈0.058dB。C.4.3.4測量放大器的級線性優(yōu)于±0.15dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器級線性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?(L,Ur)≈0.087dB。C.4.3.5包括監(jiān)測傳聲器在內(nèi)的聲壓級測量系統(tǒng)校準(zhǔn)的不確定度約為±0.3dB,其引入的不確定度按均勻分布估計考慮，取包含因子k=√3,故測量放大器級線性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度us(Lpuz)≈0.173dB。致動態(tài)范圍上限參考量值的不準(zhǔn)確。總失真測量不確定度的來源主要包括信號源(聲頻信號發(fā)生器和功率放大器)、高聲壓傳聲器校準(zhǔn)儀及測量回路(前置放大器和測量放大器)的總失真和失真測量儀的測量誤差?？偸д娴臏y量不確定度估計為0.3%?？偸д娴臏y量不確定度導(dǎo)致動態(tài)范圍上限參考量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計為u?(Lpuo)=0.3dB。C.4.3.7要求報告的動態(tài)范圍上限的修約間隔為1dB,矩形分布的半?yún)^(qū)間寬為0.5dB,其引