JJF 2144-2024 水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)(駐波管法)校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范4水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法校準(zhǔn)規(guī)范scsge)8發(fā)布 8實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局 發(fā)布4水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法校準(zhǔn)規(guī)范ccsge)

4歸 口 單 位:全國(guó)聲學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所參加起草單位:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所中國(guó)船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院本規(guī)范委托全國(guó)聲學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所)中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所)中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所)參加起草人:呂世金中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所)閆孝偉中國(guó)船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院)目 錄引言………………………

Ⅱ)1范圍……………………2引用文件………………3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位………………………1水聲材料……………2駐波管………………3傳遞函數(shù)……………4聲壓反射系數(shù)………………………4概述……………………5計(jì)量特性………………1聲源穩(wěn)定性…………2聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差……………6校準(zhǔn)條件………………1環(huán)境條件……………2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備………………7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法…………………1校準(zhǔn)項(xiàng)目……………2校準(zhǔn)方法……………8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)………………………1校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理………………………2校準(zhǔn)證書……………3校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定…………9復(fù)校時(shí)間間隔…………

1)1)1)1)1)2)2)2)3)3)3)3)3)3)4)4)4)5)5)6)6)6)附錄A 校準(zhǔn)證書的內(nèi)容………………

7)附錄B 測(cè)量不確定度的評(píng)定示例附錄C 參考樣品性能參數(shù)標(biāo)稱

…………………………

9))Ⅰ引 言本規(guī)范依據(jù)0國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》編寫。本規(guī)范為首次發(fā)布。Ⅱ水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法)校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于測(cè)量頻率范圍為0z的水聲材料樣品聲壓反射系數(shù)的駐波管法校準(zhǔn)。引用文件本規(guī)范引用了下列文件:4倍頻程和分?jǐn)?shù)倍頻程濾波器檢定規(guī)程1通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義0聲學(xué)計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義2測(cè)量不確定度評(píng)定與表示4阻抗管校準(zhǔn)規(guī)范傳遞函數(shù)法)3聲學(xué)的量和單位6聲學(xué) 名詞術(shù)語(yǔ)1聲學(xué) 水聲材料樣品插入損失、回聲降低和吸聲系數(shù)的測(cè)量方法6聲學(xué) 水聲材料樣品聲壓反射系數(shù)、聲壓透射系數(shù)和吸聲數(shù)的測(cè)量 行波管法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。術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位GTT、B3界定的及以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。本規(guī)范采用7規(guī)定的量和單位。 水聲材料 cl在水聲工程中,具有特定聲學(xué)性能的材料。]駐波管ge在其中產(chǎn)生和傳播駐波,用于測(cè)量水聲材料和構(gòu)件樣品聲學(xué)性能,或校準(zhǔn)水聽(tīng)器靈敏度的充液波導(dǎo)管。注:駐波管管體一般采用壁厚不小于管內(nèi)半徑的不銹鋼圓管,底部裝有一只發(fā)射換能器,駐波管管壁上可裝水聽(tīng)器組。1管中駐波由波導(dǎo)管內(nèi)同頻聲波相互干涉而形成,駐波幅值和相位沿軸向固定分布,由于聲管長(zhǎng)度限制,并不一定形成嚴(yán)格意義上的波峰和波谷。傳遞函數(shù)nH給定頻率和環(huán)境條件下,駐波管中兩只水聽(tīng)器處的聲波復(fù)聲壓之比。聲壓反射系數(shù)tR給定頻率和環(huán)境條件下,水媒質(zhì)中平面聲波入射到無(wú)限大板狀樣品表面,其反射波聲壓與入射波聲壓之比。: , , : , , 注 實(shí)際測(cè)量時(shí) 在邊緣效應(yīng)可忽略的情況下 有限尺寸樣品等效為無(wú)限大樣品概述( 水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法的測(cè)量原理框圖如圖1所示系統(tǒng)由駐波管裝有發(fā)射換能器和水聽(tīng)器組)和測(cè)量分析系統(tǒng)組成。測(cè)量分析系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、前置放大器、濾波器、信號(hào)采集器或數(shù)字示波器和計(jì)算機(jī)等。計(jì)算機(jī)安裝測(cè)量軟件,通過(guò)總線控制數(shù)字儀器完成信號(hào)采集與處理、測(cè)量結(jié)果保存和打印。采用人工讀數(shù)測(cè)量時(shí),信號(hào)采集器可用數(shù)字示波器替代。駐波管配置有輔助裝置,調(diào)節(jié)駐波管內(nèi)的水溫和靜水壓。駐波管管體一般為垂直放置,位于管體底部的發(fā)射換能器向管中發(fā)射連續(xù)正弦波,被位于駐波管端部的被測(cè)對(duì)象界面反射,和入射波疊加形成穩(wěn)定的平面波聲場(chǎng)。位于駐波管內(nèi)部軸向的水聽(tīng)器組采集聲壓信號(hào),然后計(jì)算傳遞函數(shù),最后計(jì)算得到被測(cè)對(duì)象的聲壓反射系數(shù)和吸聲系數(shù)。圖1水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管)測(cè)量原理框圖2計(jì)量特性聲源穩(wěn)定性工作頻率范圍內(nèi),

校準(zhǔn)工作期間管中聲源穩(wěn)定性一般優(yōu)于。聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差校準(zhǔn)頻率:測(cè)量頻率范圍內(nèi)含上下限頻率)不少于5個(gè)3倍頻程中心頻率;聲壓反射系數(shù)測(cè)量值與標(biāo)稱值的偏差不大于測(cè)量不確定度。具體被校測(cè)量系統(tǒng)駐波管法的工作頻率范圍、水溫和靜水壓調(diào)節(jié)范圍由用戶給出。注:以上技術(shù)要求不用于合格判定,僅供參考。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件環(huán)境條件要求如下:)室溫范圍0℃0℃;)相對(duì)濕度范圍00;)水溫范圍5℃5℃;)靜水壓范圍:常壓0。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)采用0m厚不銹鋼樣品

,背襯為空氣

加壓時(shí)為氮?dú)?/p>

與水界面的聲壓反射系數(shù)理論上近似為,作為校準(zhǔn)時(shí)的標(biāo)稱值,標(biāo)稱值的計(jì)算見(jiàn)附錄。水聽(tīng)器組在工作頻率范圍內(nèi)

,安裝在駐波管內(nèi)的水聽(tīng)器組接收靈敏度應(yīng)不低于B參考值1,幅度一致性應(yīng)優(yōu)于,相位一致性應(yīng)優(yōu)于。信號(hào)發(fā)生器在工作頻率范圍內(nèi)

,最大輸出電壓有效值不應(yīng)小于1

線性度優(yōu)于±2

頻率示值誤差不應(yīng)超過(guò)1。前置放大器 , , ,。在工作頻率范圍內(nèi) 輸入阻抗不應(yīng)小于0。誤差不應(yīng)超過(guò)B

動(dòng)態(tài)范圍不應(yīng)小于B 增益濾波器 , — 。在工作頻率范圍內(nèi)功率放大器

滿足,

4對(duì)1級(jí)濾波器的要求, ,在工作頻率范圍內(nèi) 阻抗匹配的條件下 最大輸出功率不應(yīng)小于0

輸出幅度線性度優(yōu)于,諧波失真度不大于2。/信號(hào)采集器/信號(hào)采集器的AD分辨率至少為6位

采樣率應(yīng)不小于駐波管最高工作頻率的30倍;測(cè)量系統(tǒng)所含電子儀器、

駐波管和輔助設(shè)備應(yīng)外觀完整、

無(wú)損壞,

溫度計(jì)

、壓力表和電子儀器在校準(zhǔn)周期內(nèi)檢驗(yàn)合格。校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法校準(zhǔn)項(xiàng)目見(jiàn)表。表1水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法)校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)量特性的條款號(hào)校準(zhǔn)方法的條款號(hào)1聲源穩(wěn)定性132聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差24校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前準(zhǔn)備駐波管內(nèi)應(yīng)充滿蒸餾水,首次注水或換水后應(yīng)穩(wěn)定至少,使管壁與水媒質(zhì)充分浸潤(rùn),達(dá)到溫度平衡;應(yīng)清除附著在管壁上的和水媒質(zhì)內(nèi)的氣泡;如需要,啟動(dòng)溫控裝置調(diào)節(jié)管中水溫,記錄管中水媒質(zhì)的溫度如需要,啟動(dòng)壓控裝置調(diào)節(jié)管中靜水壓,記錄管中水媒質(zhì)靜水壓p;檢查被校測(cè)量系統(tǒng)的儀器和設(shè)備工作是否正常。聲場(chǎng)信噪比如圖1所示,選取全部水聽(tīng)器通道檢測(cè)聲場(chǎng)信噪比;檢測(cè)的頻率范圍為工作頻率范圍內(nèi)含上下限頻率)不少于5個(gè)3倍頻程中心頻率;調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器和功率放大器輸出到適當(dāng)值,調(diào)節(jié)前置放大器增益,避免過(guò)載;測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)機(jī)至少5,工作穩(wěn)定后,采集水聽(tīng)器通道輸出電壓;關(guān)閉聲源,前置放大器和濾波器的狀態(tài)不變,采集水聽(tīng)器通道輸出電壓n;由公式)計(jì)算駐波管的信噪比。聲源穩(wěn)定性

s

)如圖1所示,選取全部水聽(tīng)器通道測(cè)量聲源穩(wěn)定性;檢測(cè)的頻率范圍為工作頻率范圍內(nèi)含上下限頻率)不少于5個(gè)3倍頻程中心頻率;調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器和功率放大器輸出到適當(dāng)值,調(diào)節(jié)前置放大器增益,避免過(guò)載;每隔0n采集一次水聽(tīng)器通道輸出電壓,連續(xù)檢測(cè),計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差n)與平均值s之比為聲源的穩(wěn)定性,計(jì)算公式如下:4聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差

pn)

)位于駐波管底部的換能器向管中發(fā)射單頻正弦連續(xù)聲波,間距為l的1號(hào)水聽(tīng)器和2號(hào)水聽(tīng)器接收到駐波聲場(chǎng)的聲壓和用信號(hào)采集器記錄相對(duì)應(yīng)的電信號(hào))和,經(jīng)離散傅里葉變換)處理后得到信號(hào)復(fù)頻譜f)和2f;然后由公式)計(jì)算得到它們的傳遞函數(shù)H:(1H(1

)當(dāng)需要在規(guī)定水溫和水壓下進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí),應(yīng)先后啟動(dòng)溫控和壓控裝置精確控制管內(nèi)靜水壓和校準(zhǔn)溫度點(diǎn),然后再進(jìn)行第步;按公式)和公式)計(jì)算某校準(zhǔn)頻率f的復(fù)聲壓反射系數(shù)r和幅值R,即聲壓反射系數(shù);HdddHd

)式中:

R=r )d1號(hào)水聽(tīng)器聲中心到絕對(duì)聲學(xué)軟邊界的距離;k水中波數(shù);l1號(hào)水聽(tīng)器與2號(hào)水聽(tīng)器之間的距離;r復(fù)聲壓反射系數(shù);R聲壓反射系數(shù)。將測(cè)量得到的聲壓反射系數(shù)幅值和標(biāo)稱值進(jìn)行比較,由公式)計(jì)算出測(cè)量偏差,完成對(duì)水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法的校準(zhǔn)。Rs0 )式中:δ聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差R聲壓反射系數(shù)測(cè)量值;s聲壓反射系數(shù)標(biāo)稱值。校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理所有的數(shù)據(jù)應(yīng)先計(jì)算,后修約。所出具的聲壓反射系數(shù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)修約至兩位小數(shù)。對(duì)駐波管聲源穩(wěn)定性的校準(zhǔn)結(jié)果修約到;對(duì)聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差的校準(zhǔn)結(jié)果修約到1。5校準(zhǔn)證書經(jīng)校準(zhǔn)后,應(yīng)出具水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法校準(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(yè)格式參見(jiàn)附錄。校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度按2的要求評(píng)定,測(cè)量不確定度評(píng)定的示例參見(jiàn)附錄。復(fù)校時(shí)間間隔水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法的復(fù)校時(shí)間間隔建議為1年。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此被校測(cè)量系統(tǒng)的單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。6附錄A校準(zhǔn)證書的內(nèi)容校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括以下信息:標(biāo)題,如校準(zhǔn)證書;校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址;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);證書的唯一性標(biāo)識(shí)如編號(hào),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);客戶的名稱和地址;被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí);進(jìn)行校準(zhǔn)的日期;如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明;校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明;環(huán)境條件的描述;校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明;對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說(shuō)明;校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。推薦的水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法)校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁(yè)格式見(jiàn)表。7表1水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法)校準(zhǔn)證書的內(nèi)頁(yè)格式校準(zhǔn)結(jié)果 共 頁(yè) 第 頁(yè)一、聲源穩(wěn)定性:z聲源穩(wěn)定性B二、聲壓反射系數(shù)測(cè)量偏差序號(hào)z參考樣品的聲壓反射系數(shù)標(biāo)稱值Rs測(cè)量值R偏差δ校準(zhǔn)條件:室 溫: 相對(duì)濕度: 水 溫: 水 壓: a校準(zhǔn)依據(jù)4水聲材料聲學(xué)性能參數(shù)駐波管法)校準(zhǔn)規(guī)范》測(cè)量不確定度:使用校準(zhǔn)裝置名稱:注:校準(zhǔn)頻率按3倍頻程,或根據(jù)客戶指定的頻率。8附錄B聲壓反射系數(shù)測(cè)量模型

測(cè)量不確定度的評(píng)定示例位于駐波管底部的換能器向管中發(fā)射連續(xù)正弦波被位于駐波管端部的不銹鋼參考,位于駐波管底部的換能器向管中發(fā)射連續(xù)正弦波被位于駐波管端部的不銹鋼參考樣品反射,和入射波疊加形成穩(wěn)定的平面波聲場(chǎng)。用位于管內(nèi)部間隔一定距離的水聽(tīng)器組采集聲壓信號(hào),由公式)計(jì)算出傳遞函數(shù),最后根據(jù)公式)計(jì)算得到樣品在某一頻率f下的聲壓反射系數(shù)R。H22

)11cfc

2

)HdddHd

)式中:

R=r )c管中水媒質(zhì)的聲速,;f校準(zhǔn)頻率,;k水中波數(shù);d1號(hào)水聽(tīng)器聲中心到絕對(duì)聲學(xué)軟邊界的距離,;l 1號(hào)水聽(tīng)器與2號(hào)水聽(tīng)器之間的距離,;r復(fù)聲壓反射系數(shù);R聲壓反射系數(shù);H雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù);11號(hào)水聽(tīng)器通道輸出的電壓幅值;22號(hào)水聽(tīng)器通道輸出的電壓幅值;11號(hào)水聽(tīng)器通道輸出的電壓相位;22號(hào)水聽(tīng)器通道輸出的電壓相位;11號(hào)水聽(tīng)器的靈敏度幅值;22號(hào)水聽(tīng)器的靈敏度幅值;11號(hào)水聽(tīng)器的靈敏度相位;22號(hào)水聽(tīng)器的靈敏度相位。多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定, 、 、選取氣背襯的不銹鋼參考樣品作為反射體

以典型測(cè)量頻率點(diǎn)0

5z000z為例,測(cè)量聲壓反射系數(shù)的6次測(cè)試數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果見(jiàn)表。9表1聲壓反射系數(shù)6次測(cè)量結(jié)果zR1R2R3R4R5R6R6R)099014288545888908000000000000000000000000000測(cè)量模型輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定從公式、)可知,聲壓反射系數(shù)R雖然是間接測(cè)量量,但因?yàn)闇y(cè)量公式極為復(fù)雜,不可能通過(guò)計(jì)算不確定度傳遞公式來(lái)計(jì)算聲壓反射系數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。影響其測(cè)量不確定度的因素中,水聽(tīng)器之間、水聽(tīng)器到樣品的距離取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)精度,可以忽略,標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來(lái)源于雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)和水中聲速的測(cè)量?？上葘?duì)雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行B類評(píng)定,將雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)的測(cè)量范圍和水中聲速的測(cè)量范圍代入公式、,得到聲壓反射系數(shù)的測(cè)量值范圍,從而獲取聲壓反射系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。作為間接測(cè)量量的雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù),采用不確定度傳遞公式計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)不確定。公式)中各直接測(cè)量量都互相獨(dú)立,互不相關(guān),其測(cè)量不確定度之間不相關(guān),不++uH1+uH1++B

)22

)22

)22

)22+2+

)22()

2(

2()+++B1

H=1=H

)22 2H=-21=-H1 2 2 1?H??H=?H2·1=H11 2 1H=2·1=-H2 1 2 21H10表結(jié)果。

6

為聲壓反射系數(shù)

H=6次測(cè)試過(guò)程中

1

2和H

6次測(cè)試2表21號(hào)水聽(tīng)器通道輸出電壓幅值2zVVVVVVV0754994151530237056466690967459509470939表32號(hào)水聽(tīng)器通道輸出電壓幅值6次測(cè)試結(jié)果zVVVVVVV0806316654520703025874250665452102214441表41號(hào)水聽(tīng)器通道輸出電壓相位6次測(cè)試結(jié)果zddddddd0138153758781487014340780857722507437835表52號(hào)水聽(tīng)器通道輸出電壓相位6次測(cè)試結(jié)果zddddddd05813751591431080596829104914206050311341H=HH=HV 0) H=-H=V 0) zH1H2H3H4H5H6H平均0×6×5×3×2×4×4×65×2×6×7×4×8×4×20×4×5×3×4×2×2×30×6×4×4×7×0×8×10×9×6×0×6×4×2×30z測(cè)試選用的水聽(tīng)器對(duì)##接收靈敏度均為為,靈敏度相位一致性好,水聽(tīng)器間的靈敏度相位相同。H=H=HV 0) H=HV 5) 22222222H=HH=HV 0) H=HV 0) H=-H=V 0) H=-H=V 5) H=-H=V 0) 1 11 11 11 11 1?H=-H=V 0) H?H=-H=V 0) ?HH×d 5) ??HH×d 0) ?2?HH×d 0) ??HH×d 0) ??H=H=×d 0) ??H=H=×d 5) ??H=H=×d 0) ??H=H=×d 0) ?H=H=×d 0) )1H H1=1=B 0) )H=-H=B 5) )1 1H=-H=B 0) )1 1H=-H=B 0) )1 1H=-H=B 0) )1 1H=HB 0) )22H=HB 5) )22H=HB 0) )22H=HB 0) )22H=HB 0) )1?21HH×d 0) )1HH×d 5) 11HH×d 0) 11HH×d 0) 131HH×d 0) 12H=H=×d 0) 22H=H=×d 5) 22H=H=×d 0) 22H=H=×d 0) 2H=H=×d 0) )2雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H標(biāo)準(zhǔn)不確定度的分量主要來(lái)源于:8信號(hào)采集系統(tǒng)的量化誤差引入的測(cè)量不確定度。根據(jù)信號(hào)采集器接收的最大信號(hào)U,數(shù)轉(zhuǎn)換器為,量化誤差均勻分布在最低有效位的。所以,半?yún)^(qū)間U。取=,則信號(hào)采集系統(tǒng)量化誤差引入的測(cè)量不確定度為:8/0V 0) /0V 5) )/4V 0) )/7V 0) )/8V 0) )/1V 0) )/1V 5) )/2V 0) /0V 0) /2V功率放大器不穩(wěn)定引入的測(cè)量不確定度

0) )一般對(duì)功率放大器的穩(wěn)定性要求是在h內(nèi)信號(hào)幅值波動(dòng)不超過(guò)1。假設(shè)其為均勻分布,取=,所以引入的測(cè)量不確定度為:/1V 0) )/4V5) /6V 0) /5V 0) /2V 0) /4V 0) )4c)比為:

/8V 5) /4V 0) /1V 0) /9V 0) )信噪比不足引入的測(cè)量不確定度。本系統(tǒng)的信噪比一般不低于5。信噪RB )σ各頻率信噪比引入的測(cè)量不確定度為:σ4V 0) )3V 5) )9V 0) )3V 0) )2V 0) )9V 0) )5V 5) )2V 0) )1V 0) )5V聲場(chǎng)均勻性誤差引入的測(cè)量不確定度

0) )測(cè)試時(shí)管中聲場(chǎng)與嚴(yán)格意義上的駐波場(chǎng)有差異,測(cè)量支架以及樣品和管壁的間隙,水聽(tīng)器伸入管中都會(huì)對(duì)聲場(chǎng)造成干擾,一般可假設(shè)聲場(chǎng)均勻性誤差在B范圍內(nèi),最大變化量8,滿足正態(tài)分布,取。由此引入的測(cè)量不確定度為: k18kkkkkkkk18181818282828kkkkkkk

2V 0) )1V 5) )3V 0) )0V 0) )4V 0) )0V 0) )1V 5) )7V 0) )5k28 9V 0) )kk28 6V 0) )k信號(hào)采集相位誤差引入的測(cè)量不確定度。測(cè)量系統(tǒng)的采樣率為,假設(shè)其為均勻分布,取=,則信號(hào)采集相位誤差引入的測(cè)量不確定度為:00dk 3水聽(tīng)器靈敏度幅值測(cè)量引入的測(cè)量不確定度。根據(jù)水聽(tīng)器校準(zhǔn)證書,

)接收靈敏度測(cè)量不確定度為UB,則由水聽(tīng)器靈敏度幅值測(cè)量引入的測(cè)量不確定度為:B )水聽(tīng)器靈敏度相位測(cè)量引入的測(cè)量不確定度。根據(jù)水聽(tīng)器校準(zhǔn)證書,接收靈敏度測(cè)量不確定度為U°,則由水聽(tīng)器靈敏度相位測(cè)量引入的測(cè)量不確定度為:d )雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H的測(cè)量不確定度來(lái)源匯總見(jiàn)表。表7雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H測(cè)量不確定度來(lái)源匯總表序號(hào)數(shù)值頻率z05000111/30V0V4V7V8V1231V1V2V0V2V221/31V4V6V5V2V22/34V8V4V1V9V331)4V3V9V3VV32)9V5V2V1VV44118 k2V1V3V0V4V4228k0V1V7V9VV55152)ddddd66162kBBBBB77172)ddddd由B類評(píng)定方法計(jì)算的各直接測(cè)量量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為:6B=5V 0))B=4V 5))B=3V 0))B=5V 0))B=2V 0))B=2V 0))B=1V 5))B=2V 0))B=0V 0)))B=4V 0)5u5

(

)Bd )BB )BB )Bd )( ,

Bd

:)代入公式,

5

可得雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H測(cè)量不確定度的B類評(píng)定BH6 0) BH2 5) )BH3 0) BH1 0) BH3 0) )所以 參考樣品測(cè)試時(shí),考慮測(cè)量不確定度的B類評(píng)定,雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H的測(cè)量下限為:

Hn6 0) )Hn2 5) )7Hn3 0) )Hn1 0) )Hn3 0) )雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H的測(cè)量上限為:Hx6 0) )Hx2 5) )Hx3 0) )Hx1 0) )Hx3 0) )把雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)H的測(cè)量值上下限和水中聲速值上下限分別代入公式、,可得聲壓反射系數(shù)的測(cè)量不確定度的B類評(píng)定。0時(shí),選用##水聽(tīng)器對(duì)d為8l為550、00z測(cè)試時(shí),選用##水聽(tīng)器對(duì)d為8l為5。雙水聽(tīng)器傳遞函數(shù)的測(cè)量引入的測(cè)量不確定度。水中聲速取0℃時(shí)聲速,為6;R

n=r1 0) )Rn=r3 5) )Rn=r4 0) )Rn=r2 0) )Rn=r9 0) )Rx=r0 0) )Rx=r1 5) )Rx=r6 0) )Rx=r2 0) )Rx=r7 0) )RRRn7 0)RRxR1 5))RRRn6 0)