高聲壓測量傳聲器動態(tài)范圍上限校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1738—20191高聲壓測量傳聲器動態(tài)范圍上限校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于動態(tài)范圍上限不超過171dB的電容式高聲壓測量傳聲器的動態(tài)范圍上限及其附近區(qū)間級線性和總諧波失真的校準(zhǔn)。其他類型的高聲壓測量傳聲器的校準(zhǔn)也可參照本規(guī)范。2引用文件本規(guī)范引用下列文件:JJF1001—2011通用計量術(shù)語及定義JJF1034—2005聲學(xué)計量名詞術(shù)語及定義JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示GB/T3947—1996聲學(xué)名詞術(shù)語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)語和定義適用于本規(guī)范。3.1.1動態(tài)范圍dynamicrange聲接收用電聲換能器的過載聲壓級與等效噪聲聲壓級之差。[GB/T3947—1996,定義5.64]。3.1.2動態(tài)范圍上限upperlimitofdynamicrange引起傳聲器輸出電壓總諧波失真為某一規(guī)定值時所對應(yīng)的聲壓級。3.1.3總諧波失真totalharmonicdistortion所有諧波方均根值的方和根與基波方均根值之比。3.1.4級線性誤差levellinearityerror在160Hz~1000Hz范圍內(nèi)的任何頻率上,聲壓級在傳聲器線性范圍內(nèi)變化時傳聲器靈敏度級的改變量。3.1.5線性范圍linearityrange級線性誤差不超過規(guī)定誤差限的聲壓級的范圍。3.2量和單位如下:JJF1738—20192a)級線性誤差的單位為分貝(dB);b)總諧波失真以百分?jǐn)?shù)(%)表示;c)動態(tài)范圍上限的單位為分貝(dB),基準(zhǔn)值為20μPa。4概述測量傳聲器分為實驗室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和工程測量傳聲器三種性能等級。動態(tài)范圍上限大于146dB的測量傳聲器通常稱為高聲壓測量傳聲器,本規(guī)范所校準(zhǔn)的主要計量特性都是針對高聲壓這一特點而確定的。根據(jù)換能原理,高聲壓測量傳聲器可分為電容式、壓電式、壓阻式和激光光纖式等,目前使用較為廣泛的是電容式高聲壓測量傳聲器。電容式高聲壓測量傳聲器(以下簡稱高聲壓傳聲器)是通過電容的變化將聲壓信號轉(zhuǎn)換為電信號,且能用于測量高聲壓級聲信號的測量傳聲器。高聲壓傳聲器的標(biāo)稱直徑一般為12.7mm、6.35mm或3.175mm。尺寸較小的高聲壓傳聲器通常具有更高的動態(tài)范圍上限和更寬的頻率范圍。當(dāng)被測聲壓級接近于動態(tài)范圍上限時,高聲壓傳聲器的總諧波失真和級線性誤差都會有所增加。目前,成熟的測量技術(shù)和測量儀器適用于動態(tài)范圍上限為170dB左右的高聲壓傳聲器,本規(guī)范的測量裝置的測量區(qū)間的上限為171dB。5計量特性5.1級線性誤差在160Hz~1000Hz范圍內(nèi)的任何頻率上,當(dāng)聲壓級在其線性范圍內(nèi)改變時,高聲壓傳聲器的級線性誤差一般不超過±0.2dB。5.2總諧波失真對于工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和工程測量傳聲器,總諧波失真一般不大于3%。5.3動態(tài)范圍上限工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和工程測量傳聲器的動態(tài)范圍上限通常規(guī)定為輸出電壓總諧波失真為3%時所對應(yīng)的聲壓級。注:由于校準(zhǔn)無需作出合格與否的判定,因此,第5章給出的計量特性的誤差限僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件高聲壓傳聲器應(yīng)在以下環(huán)境條件下校準(zhǔn):a)空氣溫度:18℃~28℃;b)相對濕度:30%~90%;c)靜壓:86kPa~106kPa。如校準(zhǔn)地點的靜壓不能滿足上述要求,則應(yīng)對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行靜壓影響修正。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備JJF1738—20193對測量標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備的要求如下:a)聲校準(zhǔn)器LS級或LS/C級聲校準(zhǔn)器,標(biāo)稱聲壓級不小于124dB。b)參考傳聲器靈敏度和頻率響應(yīng)已校準(zhǔn)的聲壓型工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器(WSP)。注:其他類型傳聲器,如穩(wěn)定性較好的壓電型傳聲器,也可以用作參考傳聲器。c)監(jiān)測傳聲器聲壓型工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器(WSP)。d)傳聲器前置放大器傳聲器前置放大器(以下簡稱前置放大器)的總諧波失真不大于0.1%,A計權(quán)本機(jī)噪聲不大于10μV。e)聲分析儀—至少具有兩個聲壓級測量通道和一個聲頻正弦信號輸出通道;—聲壓級測量通道的總諧波失真不大于0.1%,50dB范圍內(nèi)的級線性誤差不超過±0.05dB;—聲頻正弦輸出信號的總諧波失真不大于0.05%,輸出信號電壓不低于5V;—FFT分析的譜線數(shù)不低于3200,頻率分辨力優(yōu)于8Hz;—給出的總諧波失真宜計算至6次諧波。f)高聲壓單元高聲壓單元的標(biāo)稱工作頻率應(yīng)在160Hz~1000Hz之間,工作聲壓級的范圍不小于124dB~171dB。聲壓級小于164dB時,包括參考傳聲器在內(nèi)的總諧波失真不大于0.5%;聲壓級為164dB~171dB時,包括參考傳聲器在內(nèi)的總諧波失真不大于0.8%。g)聲頻功率放大器聲頻功率放大器的總諧波失真不大于0.1%,輸出功率不小于50W。7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目高聲壓傳聲器的校準(zhǔn)項目如下:a)動態(tài)范圍上限;b)總諧波失真;c)級線性誤差。7.2測量裝置高聲壓傳聲器動態(tài)范圍上限的測量裝置如圖1所示,它主要由參考傳聲器、監(jiān)測傳聲器、聲分析儀(含聲頻信號發(fā)生器)、聲頻功率放大器、高聲壓單元和計算機(jī)系統(tǒng)所組成。聲分析儀中的聲頻信號發(fā)生器產(chǎn)生校準(zhǔn)所需的正弦電信號,經(jīng)聲頻功率放大器驅(qū)動高聲壓單元中的電動式揚聲器以在其耦合腔中產(chǎn)生所需的聲壓級。測量通道1替換用作參考傳聲器通道和被校的高聲壓傳聲器通道,而測量通道2用作監(jiān)測傳聲器通道。4聲分析儀M1——參考傳聲器和被校的高聲壓傳聲器(替換);注：傳聲器電源用于提供參考傳聲器和高聲壓傳聲器所需的極化電壓和測量通道的信號增益。如聲分析儀能提供傳聲器所需的極化電壓，且其線性工作范圍能覆蓋所有測量要求，可不配置傳聲器電源。有些前置放大器也可提供所需的增益。圖1測量裝置示意圖7.3.2.1在進(jìn)行動態(tài)范圍上限的校準(zhǔn)之前，應(yīng)使用聲校準(zhǔn)器校準(zhǔn)參考傳聲器通道和監(jiān)7.3.2.2將參考傳聲器和監(jiān)測傳聲器通過前置放大器分別連接到聲分析儀的測量通道1和測量通道2,用聲校準(zhǔn)器校準(zhǔn)參考傳聲器通道和監(jiān)測傳聲器通道的靈敏度。必要時應(yīng)按聲校準(zhǔn)器使用說明書規(guī)定的方法進(jìn)行靜壓修正。記錄參考7.3.3.1測量裝置是通過參考傳聲器來驗證的，監(jiān)測傳聲器在各聲壓級的步級上通過壓單元耦合腔中的聲壓級，計算兩個測量通道的差值以備用注：實驗室可根據(jù)測量裝置的穩(wěn)定性，自主決定測量裝置的驗證時間間隔。7.3.3.2將參考傳聲器和監(jiān)測傳聲器分別安裝到高聲壓單元的頂部的和側(cè)面的端口之JJF1738—20195中,并妥善地固定好。建議使用彈簧機(jī)構(gòu)或其他類似結(jié)構(gòu)對傳聲器與腔體的耦合施加一定的壓力加載,以防由于聲泄漏而對總諧波失真等產(chǎn)生明顯影響。7.3.3.3根據(jù)參考傳聲器的極化電壓和靈敏度,正確設(shè)置聲分析儀(或選擇傳聲器電源的通道)。7.3.3.4將聲頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率設(shè)置為高聲壓單元的工作頻率,調(diào)節(jié)其輸出信號的幅值,使高聲壓單元中的規(guī)定聲壓級為124dB(以參考傳聲器測量通道的示值為準(zhǔn)),記錄參考傳聲器通道的聲壓級LREF和總諧波失真dREF的示值以及監(jiān)測傳聲器通道的聲壓級LMON,v和總諧波失真dMON的示值。以不超過10dB的步級增加高聲壓單元中的規(guī)定聲壓級,但在距被校的高聲壓傳聲器動態(tài)范圍上限標(biāo)稱值不足10dB時,改用1dB的步級增加聲壓級直至171dB,記錄各步級時參考傳聲器通道的聲壓級LREF和總諧波失真dREF的示值以及監(jiān)測傳聲器通道的聲壓級LMON,v和總諧波失真dMON的示值。7.3.3.5按公式(1)計算監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道聲壓級的示值誤差:eL,v=LMON,v-LREF(1)式中:eL,v—監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道聲壓級的示值誤差,dB;LMON,v—在驗證過程中監(jiān)測傳聲器通道的聲壓級示值,dB;LREF—參考傳聲器通道的聲壓級示值,dB。7.3.4校準(zhǔn)程序7.3.4.1用被校的高聲壓傳聲器替代參考傳聲器,妥善地安裝在高聲壓單元的頂部端建議使用彈簧機(jī)構(gòu)或其他類似結(jié)構(gòu)對傳聲器與腔體的耦合施加一定的壓力加載,以防由于聲泄漏而對總諧波失真等產(chǎn)生明顯影響。7.3.4.2根據(jù)高聲壓傳聲器的極化電壓和靈敏度的標(biāo)稱值,正確設(shè)置聲分析儀(或選擇傳聲器電源的通道)。7.3.4.3將聲頻信號發(fā)生器的輸出信號頻率設(shè)置為高聲壓單元的工作頻率,調(diào)節(jié)其輸出信號的幅值,使高聲壓單元耦合腔中的聲壓級為124dB(以監(jiān)測傳聲器通道的示值為準(zhǔn)),記錄監(jiān)測傳聲器通道的聲壓級LMON,m的示值和被校的高聲壓傳聲器通道的聲壓級LDUC的示值;聲分析儀應(yīng)按公式(2)計算高聲壓傳聲器通道的總諧波失真。d=式中:U0(2)d—高聲壓傳聲器通道的總諧波失真,%;U0—高聲壓傳聲器通道輸出電壓基波分量的方均根值,V;值,V。6記錄總諧波失真d的示值。以不超過10dB的步級增加高聲壓單元中的規(guī)定聲壓級,但在距高聲壓傳聲器動態(tài)范圍上限標(biāo)稱值不足10dB時,改用1dB的步級增加聲壓級,直至高聲壓傳聲器的總諧波失真大于或等于規(guī)定值(例如3%)時為止。記錄各步級時監(jiān)測傳聲器測量通道的聲壓級LMON,m的示值和被校的高聲壓傳聲器通道的聲壓級LDUC的示值以及高聲壓傳聲器通道的總諧波失真d的示值。7.3.4.4按公式(3)計算高聲壓單元中的校準(zhǔn)聲壓級。Lc=LMON,m-eL,v(3)式中:Lc—高聲壓傳聲器的校準(zhǔn)聲壓級,dB;LMON,m—在測量過程中監(jiān)測傳聲器測量通道的聲壓級示值,dB;eL,v—監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道聲壓級的示值誤差,dB。7.3.4.5按公式(4)計算高聲壓傳聲器的級線性誤差。eL=LDUC-Lc(4)式中:eL—高聲壓傳聲器的級線性誤差,dB;LDUC—被校的高聲壓傳聲器測量通道的聲壓級示值,dB;Lc—高聲壓傳聲器的校準(zhǔn)聲壓級,dB。7.3.4.6在7.3.4.4計算出的各步級校準(zhǔn)聲壓級的數(shù)據(jù)中,找出對應(yīng)于總諧波失真最接近且不大于規(guī)定值(例如3%)的校準(zhǔn)聲壓級,該聲壓級的值即確定為高聲壓傳聲器的動態(tài)范圍上限LpU。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)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)應(yīng)按如下方法修約:a)級線性誤差的修約間隔為0.1dB;b)總諧波失真的修約間隔為0.1%;c)動態(tài)范圍上限的修約間隔為1dB。8.3校準(zhǔn)證書應(yīng)為校準(zhǔn)的高聲壓傳聲器出具校準(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)果的測量不確定度應(yīng)按JJF1059.1—2012的方法評定高聲壓傳聲器的動態(tài)范圍上限、級線性誤差和總諧波失真的測量不確定度。測量不確定度評定的示例見附錄C。79復(fù)校時間間隔建議高聲壓傳聲器的復(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)、使用者和儀器本身質(zhì)量等諸多因素,因此,送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。JJF1738—20198附錄A校準(zhǔn)記錄的內(nèi)容和格式高聲壓傳聲器動態(tài)范圍上限校準(zhǔn)記錄的內(nèi)容及推薦的格式見圖A.1。高聲壓測量傳聲器動態(tài)范圍上限校準(zhǔn)記錄共頁第頁委托方:校準(zhǔn)日期:年月日制造商:產(chǎn)品型號:出廠編號:性能等級:類型標(biāo)識:極化電壓:V1校準(zhǔn)前檢查2測量通道的靈敏度校準(zhǔn)校準(zhǔn)頻率:Hz參考傳聲器通道的校準(zhǔn)值:dB監(jiān)測傳聲器通道的校準(zhǔn)值:dB3測量裝置的驗證頻率:Hz規(guī)定聲壓級dB參考傳聲器通道監(jiān)測傳聲器通道兩通道間的示值誤差eL,v/dB聲壓級LREFdB總諧波失真dREF%聲壓級LMON,vdB總諧波失真dMON%測量不確定度的描述:圖A.1校準(zhǔn)記錄的格式9高聲壓測量傳聲器動態(tài)范圍上限校準(zhǔn)記錄共頁第頁4測量數(shù)據(jù)頻率:Hz規(guī)定聲壓級dB監(jiān)測傳聲器通道聲壓級LMON,m/dB校準(zhǔn)聲壓級LcdB高聲壓傳聲器通道聲壓級LDUCdB總諧波失真dDUC%級線性誤差eL/dB測量不確定度的描述:動態(tài)范圍上限LpU:dB,測量不確定度:dB(k=2)校準(zhǔn)的技術(shù)依據(jù):JJF1738—2019《高聲壓測量傳聲器動態(tài)范圍上限校準(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:空氣溫度:相對濕度:靜壓:校準(zhǔn)員: ℃ % kPa核驗員:圖A.1校準(zhǔn)記錄的格式(續(xù))JJF1738—201910附錄B校準(zhǔn)證書的內(nèi)容和格式B.1高聲壓傳聲器的校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括以下信息:a)標(biāo)題,如“校準(zhǔn)證書”;b)校準(zhǔn)實驗室的名稱和地址;c)進(jìn)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(jìn)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;l)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推薦的高聲壓傳聲器校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁格式見圖B.1。JJF1738—201911證書編號××××××—××××校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)授權(quán)說明校準(zhǔn)的技術(shù)依據(jù)JJF1738—2019《高聲壓測量傳聲器動態(tài)范圍上限校準(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kPa地點校準(zhǔn)使用的計量(基)標(biāo)準(zhǔn)裝置名稱測量范圍不確定度/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)器名稱測量范圍不確定度/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推薦的校準(zhǔn)證書內(nèi)頁的格式JJF1738—201912證書編號××××××-××××1動態(tài)范圍上限:dB(基準(zhǔn)值為20μPa),擴(kuò)展不確定度dB(k=2)(頻率:Hz,總諧波失真:%)2級線性誤差和總諧波失真(見表1)(頻率:Hz)表1級線性誤差和總諧波失真聲壓級/dB級線性誤差/dB總諧波失真/%測量不確定度的描述:以下空白。第×頁共×頁圖B.1推薦的校準(zhǔn)證書內(nèi)頁的格式(續(xù))JJF1738—201913附錄C測量不確定度評定示例C.1概述本附錄對高聲壓測量傳聲器的級線性誤差、總諧波失真和動態(tài)范圍上限的測量不確定度進(jìn)行了評定。C.2級線性誤差C.2.1測量方法本規(guī)范所設(shè)計的測量方法是利用參考傳聲器驗證測量裝置的系統(tǒng)線性,然后用監(jiān)測傳聲器監(jiān)測高聲壓單元的聲壓級,從124dB起,以規(guī)定的步級改變高聲壓單元耦合腔中的聲壓級,測量監(jiān)測傳聲器通道的聲壓級示值和被校的高聲壓傳聲器通道的聲壓級示值,結(jié)合在驗證過程中得到的監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道的聲壓級示值誤差,計算高聲壓測量傳聲器的級線性誤差。C.2.2測量模型高聲壓傳聲器級線性誤差的計算公式見(C.1)。eL=LDUC-LMON,m+eL,v(C.1)式中:eL—高聲壓傳聲器級線性誤差,dB;LDUC—被校的高聲壓傳聲器通道的聲壓級示值,dB;LMON,m—測量過程中監(jiān)測傳聲器通道的聲壓級示值,dB;eL,v—監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道的聲壓級示值誤差,dB。C.2.3測量不確定度評定C.2.3.1A類測量不確定度評定本不確定度評定示例選取某公司制造的動態(tài)范圍上限標(biāo)稱值為160dB的工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器為對象,校準(zhǔn)以124dB為起始點,以1dB的步進(jìn)增加聲壓級,同時選取134dB、144dB和154dB以及159dB~164dB的測量數(shù)據(jù)來評定級線性誤差的測量不確定度。在重復(fù)性測量條件下對高聲壓傳聲器通道的輸出信號級重復(fù)測量10次,并按公式(4)計算級線性誤差,測量數(shù)據(jù)及其實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差見表C.1。表C.1級線性誤差的重復(fù)性測量結(jié)果測量順序級線性誤差/dB13414415415916016116216316410.00-0.01-0.04-0.03-0.03-0.02-0.010.000.0120.000.00-0.04-0.03-0.02-0.02-0.010.000.0230.00-0.01-0.04-0.03-0.02-0.01-0.010.010.0214表C.1(續(xù))測量順序級線性誤差/dB13414415415916016116216316440.00-0.01-0.04-0.03-0.02-0.010.000.010.0250.00-0.01-0.03-0.03-0.02-0.010.000.010.0260.00-0.01-0.03-0.02-0.02-0.010.000.010.0370.00-0.01-0.04-0.03-0.02-0.010.000.010.0280.010.00-0.03-0.02-0.01-0.010.010.020.0390.010.00-0.03-0.02-0.02-0.010.000.010.03100.000.00-0.03-0.02-0.02-0.010.000.010.03平均值Lav0.002-0.006-0.035-0.026-0.020-0.012-0.0020.0090.023標(biāo)準(zhǔn)偏差s(LDUC)0.0040.0050.0050.0050.0050.0040.0060.0060.007依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評定方法,取重復(fù)測量中不同聲壓級下級線性誤差的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(LDUC)的最大值0.007dB作為測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u1(LDUC)=s(LDUC)=0.007dBC.2.3.2B類測量不確定度評定從7.3.4的校準(zhǔn)程序分析,參考傳聲器、監(jiān)測傳聲器及其測量裝置均對高聲壓傳聲器級線性誤差的B類測量不確定度有貢獻(xiàn)。其中:a)測量裝置的級線性誤差不超過±0.05dB,取包含因子k=2,故測量裝置的級線性誤0.02dB,按均勻分布考慮,0.012dB。取包含因子k=,故參考傳聲器通道的漂移所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(LDUC)≈0.012dB。c)監(jiān)測傳聲器通道靈敏度在校準(zhǔn)過程中的漂移不超過0.02dB,按均勻分布考慮,0.012dB。取包含因子k=,故監(jiān)測傳聲器通道的漂移所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4(LMON,m)≈0.012dB。d)監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道的聲壓級示值誤差不超過±0.04dB,按均勻0.023dB。分布考慮,取包含因子k=,故該示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5(eL,v)≈0.023dB。0.029dB。0.05dB,按均勻分布考慮,取包含因子k=,故數(shù)值修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6(v)≈0.029dB。f)由于是在同一頻率上測量級線性誤差,而且是根據(jù)聲壓級測得值之差計算的,所以測量裝置的頻率響應(yīng)、靈敏度的校準(zhǔn)以及替換位置誤差等因素,對級線性誤差的測量不確定度沒有顯著貢獻(xiàn)。15經(jīng)上述級線性誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定,高聲壓傳聲器級線性誤差的輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表見表C.2。表C.2級線性誤差的標(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u1(LDUC)0.00710.007測量裝置的級線性誤差u2(LDUC)0.02510.025參考傳聲器通道靈敏度的漂移u3(LDUC)0.01210.012監(jiān)測傳聲器通道靈敏度的漂移u(LMON,m)0.012-10.012監(jiān)測傳聲器通道與參考傳聲器通道的示值誤差u(eL,v)0.02310.023數(shù)值修約u(v)0.02910.029C.2.3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算根據(jù)上述不確定度分量來源分析可知,公式(C.1)中LDUC、LMON,m和v的不確定度互不相關(guān),而eL,v與LMON,m也僅為弱相關(guān),故其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算公式可簡化為公式(C.2):uc(eL)=(C.2)又因公式(C.2)中的靈敏系數(shù)c(LDUC)、c(LMON,m)、c(eL,v)和c(v)的絕對值均為1,故高聲壓傳聲器的級線性誤差合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按公式(C.3)計算:uc(eL)=(C.3)將表C.2中的輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量代入公式(C.3),即可得到高聲壓傳聲器級線性誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc為:uc=≈0.048(dB)C.2.3.4擴(kuò)展不確定度的計算取包含因子k=2,定度U為:因為要求修約間隔為0.1dB,所以,高聲壓傳聲器級線性誤差的報告擴(kuò)展不確定度為:U=0.1dB,k=2C.3總諧波失真C.3.1測量模型本規(guī)范設(shè)計的高聲壓傳聲器總諧波失真的測量方法,是通過聲分析儀中的FFT分析程序測量高聲壓傳聲器輸出信號中的基波和2次~6次諧波分量,并按公式(2)計算總諧波失真。總諧波失真的測量模型見公式(C.4)。JJF1738—201916Δd=dx-d0(C.4)式中:Δd—總諧波失真的測量誤差,%;dx—總諧波失真的測得值,%;d0—總諧波失真的參考量值,%。C.3.2測量不確定度評定C.3.2.1A類測量不確定度評定在重復(fù)性測量條件下對某高聲壓傳聲器動態(tài)范圍上限附近的總諧波失真重復(fù)測量10次,測量數(shù)據(jù)及其實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差見表C.3。表C.3總諧波失真的重復(fù)性測量結(jié)果測量順序總諧波失真/%12.8322.8232.8342.8352.8362.8372.8482.8492.86102.86平均值dav2.837標(biāo)準(zhǔn)偏差s(dx)0.013依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評定方法,取重復(fù)測量中s(dx)作為重復(fù)性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u1(dx)=s(dx)=0.013%C.3.2.2B類測量不確定度評定從7.3.4的校準(zhǔn)程序分析,聲分析儀、聲頻功率放大器、高聲壓單元、前置放大器以及聲分析儀測量通道等均對高聲壓傳聲器的總諧波失真B類測量不確定度有貢獻(xiàn)。其中:a)聲分析儀中聲頻信號發(fā)生器的總諧波失真不大于0.05%,按均勻分布考慮,取包b)聲頻功率放大器的總諧波失真不大于0.1%,按均勻分布考慮,取包含因子k=含因子k=,故聲頻信號發(fā)生器的總諧波失真引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2b)聲頻功率放大器的總諧波失真不大于0.1%,按均勻分布考慮,取包含因子k=3,故聲頻功率放大器的總諧波失真引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(dx)≈0.058%。c)高聲壓單元的總諧波失真取為0.4%(與參考傳聲器的總諧波失真無關(guān)),按均JJF1738—201917度u4(dx)≈0.23%。勻分布考慮,取包含因子k=,故高聲壓單元的總諧波失真引入的標(biāo)度u4(dx)≈0.23%。故前置放大器的總諧波失真引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5(dx)≈0.058%。d)前置放大器的總諧波失真不大于0.1%,故前置放大器的總諧波失真引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5(dx)≈0.058%。e)聲分析儀測量通道的總諧波失真不大于0.1%,按均勻分布考慮,取包含因子f)由于聲壓級的各諧波分量測量誤差而引入的不確定度估計為0.2%,按均勻分布k=,故聲分析儀測量通道的總諧波失真引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6(dx)f)由于聲壓級的各諧波分量測量誤差而引入的不確定度估計為0.2%,按均勻分布度u7(dx)≈0.115%。考慮,取包含因子k=,故由于聲壓級各諧波分量測量誤差引入的度u7(dx)≈0.115%。g)由于總諧波失真僅計算至6次諧波,其計算方法不完善引入的不確定度估計為確定度u(d0)≈0.029%。0.05%,按均勻分布考慮,取包含因子k=確定度u(d0)≈0.029%。h)要求報告的總諧波失真的修約間隔為0.1%,區(qū)間半寬為0.05%,按均勻分布C.3.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算考慮,取包含因子k=,故數(shù)值修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(v)≈0.029%。C.3.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算通過C.3.2.1與C.3.2.2評定的總諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見表C.4。表C.4總諧波失真的標(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/%符號數(shù)值/%重復(fù)性測量誤差u1(dx)0.01310.013聲頻信號發(fā)生器的總諧波失真u2(dx)0.02910.029聲頻功率放大器的總諧波失真u3(dx)0.05810.058高聲壓單元的總諧波失真u4(dx)0.2310.23前置放大器的總諧波失真u5(dx)0.05810.058聲分析儀測量通道的總諧波失真u6(dx)0.05810.058聲壓級各諧波分量測量誤差u7(dx)0.11510.115計算方法不完善u(d0)0.029-10.029數(shù)值修約u(v)0.02910.029據(jù)上述不確定度分量來源分析可知,由于公式(C.4)中dx、d0和v的不確定度互不相關(guān),故總諧波失真的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的計算公式可簡化為公式(C.5):uc(d)=(C.5)又因公式(C.5)中的靈敏系數(shù)c(dx)、c(d0)和c(v)的絕對值均為1,故高聲壓傳聲器的總諧波失真的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按公式(C.6)計算:JJF1738—201918uc(d)=(C.6)將表C.4中的輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量代入公式(C.6),即可得到高聲壓傳聲器級總諧波失真的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc為:uc=≈0.28%C.3.2.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,則確定度U為:因為要求修約間隔為0.1%,所以,高聲壓傳聲器總諧波失真的報告擴(kuò)展不確定度為:U=0.6%,k=2C.4動態(tài)范圍上限C.4.1測量模型本規(guī)范設(shè)計的高聲壓傳聲器動態(tài)范圍上限的測量方法,是在被校的高聲壓傳聲器輸出信號的總諧波失真達(dá)到或接近于規(guī)定的限值(例如3%)時,測量被校高聲壓傳聲器的輸入聲壓級,則動態(tài)范圍上限的測量不確定度主要來自于兩個方面:a)聲壓級本身的測量不確定度;b)總諧波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.7)。ΔLpU=LpUx-LpU0(C.7)式中:ΔLpU—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;LpU0—動態(tài)范圍上限的參考量值,dB。C.4.2測量不確定度的評定C.4.2.1A類測量不確定度評定在重復(fù)性測量條件下對高聲壓單元中的聲壓級和某高聲壓傳聲器的總諧波失真重復(fù)測量10次,按測量數(shù)據(jù)確定的動態(tài)范圍上限及其實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差見表C.5。表C.5動態(tài)范圍上限的測量重復(fù)性測量順序校準(zhǔn)聲壓級/dB總諧波失真/%動態(tài)范圍上限/dB1163.02.831632162.92.821633163.02.831634162.92.831635162.92.831636162.92.8316319表C.5(續(xù))測量順序校準(zhǔn)聲壓級/dB總諧波失真/%動態(tài)范圍上限/dB7162.92.841638163.02.841639163.02.8616310162.92.86163平均值162.942.84 標(biāo)準(zhǔn)偏差0.0520.013 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評定方法,取重復(fù)測量中校準(zhǔn)聲壓級s(LpU)作為重復(fù)性誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u1(LpUx)=s(LpUx)=0.052dBC.4.2.2B類測量不確定度評定從7.3.4的校準(zhǔn)程序分析,聲校準(zhǔn)器、參考傳聲器、監(jiān)測傳聲器、測量裝置以及參考傳聲器通道與監(jiān)測傳聲器通道之間的示值誤差、參考傳聲器與被校傳聲器放置的位置偏差等均對高聲壓傳聲器的動態(tài)范圍上限的B類測量不確定度有貢獻(xiàn)。其中:a)在試驗要求的頻率范圍內(nèi),參考傳聲器頻率響應(yīng)的偏差不超過±0.05dB,按均勻分布考慮,取包含因子k=,故參考傳聲器頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(LpUx)≈0.029dB。b)因被校的高聲壓傳聲器與參考傳聲器替換時位置偏差會導(dǎo)致測量誤差,根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)分析,位置偏差的影響約為±0.05dB,按正態(tài)分布考慮,取包含因子k=2,則其標(biāo)