駐波管校準(zhǔn)規(guī)范(駐波比法)

1駐波管校準(zhǔn)規(guī)范(駐波比法)1范圍2引用文獻(xiàn)聲學(xué)阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測(cè)量第1部分：駐波本規(guī)范采用JJF1001—1998和JJF1034—2005中有關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義。本規(guī)范采用3.1駐波圖(standingwavepattern)以駐波管測(cè)量試件表面為基準(zhǔn)面，駐波管探管傳聲器距基準(zhǔn)面移動(dòng)的距離為橫坐3.2駐波比(S)(standingwaveratio)3.3計(jì)及衰減的駐波比(S)(standingwaveratiowithattenuation)有衰減的駐波圖上，第n個(gè)聲壓極大值處的聲壓振幅!P(naxn)|與第n個(gè)聲壓極小2在駐波管工作的頻率范圍內(nèi)，聲源聲壓穩(wěn)定性一般應(yīng)優(yōu)于每小時(shí)0.2dB。在駐波管工作的頻率范圍內(nèi)，在聲源聲壓的上限，聲信號(hào)總諧波失真一般應(yīng)優(yōu)于從駐波管有效聲壓級(jí)范圍上限到上限以下15dB,探管傳聲器的級(jí)線性一般優(yōu)于0.2dB/5dB,上限以下15dB至45dB,探管傳聲器的級(jí)線性一般優(yōu)于0.5dB/鄰兩個(gè)極小值的上升幅度一般不大于1dB。未裝試件的阻抗管中，駐波圖的駐波比一般應(yīng)不小于45dB。駐波管測(cè)量范圍下限為駐波管測(cè)量系統(tǒng)本底噪聲加10dB。為準(zhǔn)確測(cè)量探管傳聲器聲中心的聲壓，駐波管探管傳聲器結(jié)構(gòu)傳聲應(yīng)得到有效控6.1環(huán)境條件空氣溫度：(15～35)℃;相對(duì)濕度：(20～90)%;氣壓：(86～106)kPa;環(huán)境噪聲：小于NR25。1)聲頻信號(hào)發(fā)生器：在被校駐波管工作頻率范圍內(nèi)幅頻特性優(yōu)于±0.2dB,頻率允差不超過(guò)±0.25%,總諧波失真≤0.1%。2)測(cè)量放大器：在被校駐波管工作頻率范圍內(nèi)，主要指示器20dB內(nèi)，每10dB線33)帶通濾波器：滿足JJG449—2001《倍頻程和1/3倍頻程波波器》中1級(jí)的要求。4)數(shù)字頻率計(jì)：在被校駐波管工作頻率范圍內(nèi)，最大允許誤差應(yīng)不超過(guò)±0.1%5)精密衰減器：最小步進(jìn)擋為0.01dB,最大允許誤差應(yīng)不超過(guò)±(0.5%A+0.02dB),A為衰減量。6)頻率分析儀：在被校駐波管工作頻率范圍內(nèi)，電壓幅值最大允許誤差不超過(guò)7)工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器：在被校駐波管工作頻率范圍內(nèi)，傳聲器靈敏度級(jí)校準(zhǔn)的測(cè)量擴(kuò)展不確定度應(yīng)優(yōu)于0.4dB(k=2)。8)高聲壓裝置：級(jí)線性誤差不超過(guò)士0.02dB,總諧波失真≤0.5%。9)功率放大器：工作頻率范圍內(nèi)幅頻特性優(yōu)于±0.3dB,總諧波失真≤0.3%。10)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境噪聲：駐波管測(cè)量范圍下限12dB。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目駐波管的校準(zhǔn)項(xiàng)目見表1。項(xiàng)日名稱技術(shù)要求的條款號(hào)校準(zhǔn)方法的條款號(hào)12聲源的總諧波失真34阻抗管的衰減5阻抗管駐波比677.2校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前應(yīng)先檢查有無(wú)影響正常工作的機(jī)械損傷，開關(guān)等控制器件應(yīng)定位準(zhǔn)確、接觸可靠。若不滿足上述要求，應(yīng)先修理后再進(jìn)行校準(zhǔn)。7.2.1聲源聲壓穩(wěn)定性聲源聲壓穩(wěn)定性校準(zhǔn)裝置如圖1所示。將駐波管測(cè)量系統(tǒng)按說(shuō)明書規(guī)定的方法預(yù)熱后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生器頻率于駐波管工作頻率范圍中端，打開駐波管的聲源，聲壓4調(diào)至正常工作范圍內(nèi)；將工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器深入到阻抗管內(nèi)合適的位置，測(cè)量阻抗管內(nèi)聲壓級(jí)。半小時(shí)內(nèi)均勻讀取15個(gè)數(shù)據(jù)，取最大值最小值之差即為聲源聲壓穩(wěn)定性。校準(zhǔn)裝置如圖2所示。V-—總信號(hào)(含基波)電壓值，mV。將信號(hào)發(fā)生器的頻率調(diào)至駐波管工作頻率范圍上限和下限，重減器0dB衰減位置，調(diào)節(jié)聲頻信號(hào)發(fā)生器輸出頻率為250Hz,輸出信號(hào)幅度在合適范圍內(nèi)，分析系統(tǒng)的示值在其測(cè)量上限發(fā)下1dB處。在0到45dB范圍內(nèi)以5dB步進(jìn)調(diào)節(jié)精密衰阻抗管的衰減校準(zhǔn)裝置如圖4所示。駐波管測(cè)量系統(tǒng)按說(shuō)明書安裝調(diào)試好，將空的試件簡(jiǎn)裝入阻抗管，以滿足剛性末端要求。調(diào)節(jié)系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器的頻率置于駐波管工作頻率范圍中端，在阻抗管測(cè)試段緩慢5連續(xù)移動(dòng)探管傳聲器，記錄下測(cè)量系統(tǒng)上顯示的聲壓級(jí)的各個(gè)極小值。正常情況下阻抗管中的駐波圖如圖5所示。阻抗管中各極小值一般應(yīng)隨著距試件表面(目前此表面就是試件筒的剛性末端)的距離的增加，極小值的聲壓振幅單調(diào)上升，取各點(diǎn)極小值并依次計(jì)算變化量判斷阻抗管的衰減性能，變化量越小衰減性能越好。阻抗管的衰減測(cè)量的頻率至少包括駐波管工作頻率范圍低端、中端和高端，但此項(xiàng)測(cè)量低端頻率應(yīng)比駐波管工作頻率范圍低端相應(yīng)提高，以保證在阻抗管測(cè)量段至少有二個(gè)極小值出現(xiàn)。7.2.5阻抗管駐波比按7.2.5調(diào)試安裝好駐波管測(cè)量分析系統(tǒng)，在阻抗管測(cè)試段緩慢連續(xù)移動(dòng)探管傳聲器，記錄下測(cè)量系統(tǒng)上顯示的聲壓級(jí)各個(gè)極值。按式(2)計(jì)算計(jì)及衰減的駐波比S,n至少取到2。駐波比測(cè)試應(yīng)在駐波管測(cè)量系統(tǒng)規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，所選擇的頻率至少包括此范圍內(nèi)優(yōu)選1/3倍頻程的中心頻率。7.2.6駐波管測(cè)量范圍下限按7.2.5調(diào)試安裝好駐波管測(cè)量分析系統(tǒng)，駐波管的聲源音量調(diào)至最小，在駐波管測(cè)量系統(tǒng)讀出1/3倍頻帶聲壓級(jí)，即為駐波管測(cè)量系統(tǒng)本底噪聲，本底噪聲加10dB即為駐波管測(cè)量范圍下限。測(cè)試應(yīng)在駐波管測(cè)量系統(tǒng)規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，所選擇6的頻率至少包括此范圍內(nèi)優(yōu)選1/3倍頻程的中心頻率。按7.2.5調(diào)試安裝好駐波管測(cè)量分析系統(tǒng)，調(diào)節(jié)駐波管信號(hào)發(fā)生器的頻率置于駐波將探管的拾聲孔用阻尼膠封閉，保持駐波管工作頻率和駐波管聲源的聲壓級(jí)不改探管傳聲器結(jié)構(gòu)傳聲性能的測(cè)量頻率至少包括駐波管工作頻率范圍低端、中端和a)對(duì)聲源聲壓穩(wěn)定性、阻抗管的衰減、駐波管測(cè)量分析系統(tǒng)的級(jí)線性、阻抗管駐c)聲源的總諧波失真修約到0.1%。式見附錄A。駐波管校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度按JJF1059—1999的要求評(píng)定，不確定度評(píng)定的駐波管的復(fù)校時(shí)間間隔建議為1年。然而，復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)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)、使用人員、儀器本身質(zhì)量等諸多因7校準(zhǔn)證書的內(nèi)容e)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));8校準(zhǔn)結(jié)果共2頁(yè)第1頁(yè)高端中端高端中端阻抗管的衰減/dB高端中端9共2頁(yè)第2頁(yè)頻率/Hz頻率/Hz頻率/Hz頻率/Hz下限/dB頻率/Hz下限/dB頻率/Hz下限/dB高端中端附錄B測(cè)量不確定度的評(píng)定實(shí)例引言B.1聲源聲壓穩(wěn)定性的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定聲源聲壓穩(wěn)定性的測(cè)量是將工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器深入管工作頻率范圍內(nèi)的1/3倍頻帶聲壓級(jí)，本實(shí)例以1000Hz中心頻率為例。半小時(shí)內(nèi)均勻讀取15個(gè)數(shù)據(jù)，取最大值最小值之差即為聲源聲壓穩(wěn)定性，由式(B.1)計(jì)算由式(B.1)可知f=(X,X,)中的Xmx,Xa是用同一工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和同一測(cè)量裝置因此相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)r(Xm,Xrin)=1,故合成方程式為：u.(△X)=c(Xm)u(Xmx)+c(Xmn)u(A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來(lái)源于測(cè)量的重復(fù)性，本范例在聲源聲壓穩(wěn)定性差重復(fù)測(cè)量9次，得到的測(cè)量結(jié)果如表B.1所示。123456789實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差按式(B.2)計(jì)算：平時(shí)取單次測(cè)量結(jié)果，故A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度：B.1.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定由于u(Xmx),u(Xn)相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)r(Xmx,Xnin)=1,且u(Xm)=u(Xnin)um=c(Xm)u(Xmu)+c(Xm)u(測(cè)量裝置示值分辨力為0.01dB,均勻分布，k=√3,且最大值最小值分別測(cè)量讀B.1.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于uA,ug分量獨(dú)立無(wú)關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確B.2聲源的總諧波失真測(cè)量不確定度評(píng)定V——總信號(hào)(含基波)電壓值，mV。本例采用頻譜分析儀可直接讀出總信號(hào)和二次、三次諧波信號(hào)均方根值的相對(duì)電平，并直接顯示諧波失真度D,且經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)諧波失真示值誤差為±1%。B.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來(lái)源于測(cè)量的重復(fù)性，本范例在相同的測(cè)量條件下，將駐波管聲源的聲壓調(diào)至正常工作范圍上限，在試驗(yàn)頻率1000Hz處重復(fù)測(cè)量9次，得到的測(cè)第i次測(cè)量123456789B.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定由裝置上級(jí)證書給出的示值誤差為±1%,誤差服從均勻分布，包含因子k=√3:諧波失真測(cè)量裝置示值分辨力為0.1%,均勻分布，k=√3,則：表B.3諧波失真校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的來(lái)源及數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)不確定度123諧波失真測(cè)量裝置分辨力取包含因子k=2,則聲源總諧波失真的測(cè)量擴(kuò)展不確定度為：B.3探管傳聲器的級(jí)線性測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定校準(zhǔn)探管傳聲器的級(jí)線性時(shí)，A類標(biāo)準(zhǔn)不確定在相同的測(cè)量條件下，對(duì)探管傳聲器的級(jí)線性在0～45dB范圍內(nèi)，測(cè)量每5dB步進(jìn)的級(jí)線性誤差，重復(fù)測(cè)量9次并記錄最大值，得到的結(jié)果如表B.4所示。123456789B.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定校準(zhǔn)探管傳聲器級(jí)線性誤差時(shí)，主要的B類不確定度來(lái)源于以下幾個(gè)方面：精密衰減器