实验报告体积速度源.docx
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实验报告体积速度源
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《体积声源校准规范》实验报告
《体积声源校准规范》编制组
2020年年10月月
《体积声源校准规范》实验报告
目目录
1实验介绍......................................................................32计量特性......................................................................42.1声压级测量误差..............................................................42.2工作频率范围................................................错误!
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未定义书签。
2.3定位误差....................................................错误!
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2.4声光图像时间一致性..........................................错误!
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未定义书签。
3实验结果......................................................................43.1声压级测量误差和工作频率范围................................................43.2定位误差....................................................错误!
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未定义书签。
3.3声光图像时间一致性..........................................错误!
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未定义书签。
4不确定度评定..................................................................54.1声压级误差的测量不确定度评定................................................54.2定位误差的测量不确定度评定..................................错误!
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4.3声光图像一致性的测量不确定度评定............................错误!
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未定义书签。
《体积声源校准规范》实验报告
1实验介绍实验目的：
验证《体积声源校准规范》（征求意见稿）的科学合理性。
时间：
2020年8月～2020年10月地点：
中国计量科学研究院消声室环境条件：
温度：
（10~30）℃，相对湿度：
（20~80）%
实验样机：
北京声望声电技术有限公司的体积声源使用仪器包括：
声学分析仪自由场传声器单元声校准器
2计量特性
2.1
声功率级级在规定的频率范围内，其能够产生宽带稳态声，1/3倍频程声功率级之间的级差一般在6dB范围内。
3实验结果3.1声功率级体积声源放置在半消声室地面中心位置处，20只丹麦B&K公司的4190-L-001型自由场传声器单元布置在半径2m的半球形测量表面上，通过延长线缆连接至控制间的丹麦B&K公司的3560D型多通道声分析仪。
测试前，先用丹麦B&K公司的4231型声校准器对20只自由场传声器单元进行灵敏度校准；随后体积声源发出声信号，待信号稳定（一般1分钟即可）后测试半球测量表面上的60s等效连续时间声压级，通过公式计算出体积声源发出的声功率级。
表2半球面法测试声功率级（dB）频率/Hz12345678910平均值标准偏差10070.3
70.3
70.4
70.1
70.2
70.5
70.5
70.3
70.2
70.1
70.3
0.12
12564.6
64.5
64.6
64.5
64.6
64.6
64.7
64.6
64.6
64.5
64.6
0.07
16076.8
76.7
76.7
76.6
76.7
76.7
76.8
76.8
76.8
76.6
76.7
0.08
20072.7
72.5
72.5
72.6
72.6
72.5
72.6
72.7
72.7
72.5
72.6
0.07
25080.3
80.1
80.1
80.1
80.2
80.1
80.2
80.3
80.3
80.2
80.2
0.08
31582.1
81.7
81.8
81.9
81.9
81.9
81.9
81.8
81.9
82.2
81.9
0.14
40085.5
85.4
85.5
85.4
85.4
85.4
85.6
85.4
85.3
85.6
85.5
0.08
50088.9
89.1
89.4
89.2
89.1
89.2
89.2
89.3
89.3
89.0
89.2
0.15
63088.3
88.5
88.7
88.5
88.5
88.6
88.5
88.5
88.5
88.2
88.5
0.14
80087.8
87.5
88.1
87.3
87.6
87.7
87.6
87.7
87.7
87.8
87.7
0.21
100091.4
91.1
91.4
91.2
91.4
91.2
91.1
91.1
91.2
91.5
91.3
0.15
125096.7
96.8
96.8
96.6
96.8
96.8
96.7
96.6
96.9
96.7
96.7
0.08
160096.2
96.0
96.0
96.1
96.3
95.9
95.8
95.8
96.3
96.2
96.1
0.20
200093.2
93.3
93.4
92.9
93.1
92.6
92.5
92.8
93.1
93.4
93.0
0.32
250089.6
89.4
89.6
88.8
89.4
88.8
88.0
89.0
89.2
89.3
89.1
0.49
315082.9
83.2
82.9
82.5
83.1
82.8
82.1
82.8
83.1
83.0
82.8
0.31
400090.6
91.3
91.3
90.7
91.2
91.0
90.1
91.3
91.9
91.6
91.1
0.52
500089.4
89.4
88.8
88.2
88.9
88.3
87.9
88.8
89.2
88.8
88.8
0.49
630087.9
88.6
88.0
87.8
87.6
87.9
87.8
87.6
87.3
88.1
87.9
0.33
800086.5
86.2
86.2
86.3
86.3
85.9
85.2
85.0
84.8
86.0
85.8
0.59
1000081.6
82.4
82.9
83.0
82.8
82.2
81.5
80.7
80.3
81.6
81.9
0.93
4不确定度评定分别对声压级误差、定位误差和声光图像一致性进行不确定度评定。
4.1声功率级的测量不确定度评定4.1.1测量模型噪声源辐射的辐射声功率级LW的一般表达式由下式给出：
010lg（）wpfslmrepmicbounangleimpmetSLLS
dB
（C-1）pfL：
表面声压级，dB；S：
测量表面的面积，m2；S0：
S0=1m2；slm：
测量仪器误差的容许输入量；
rep：
引起被测噪声源运行条件误差的容许输入量；mic：
有限数量传声器位置误差的容许输入量；boun：
测试室边界条件引起误差的容许输入量；
angle：
声源发射声的方向与测量表面法向之间角度差异的容许输入量；imp：
声源向周围发射声能量因辐射阻抗引起误差的容许输入量；met：
因气象条件引起误差的容许输入量。
4.1.2灵敏度系数确定测试声功率级的不确定度来源主要为上面所需要考虑的各种因素，下面计算每一项因素的灵敏度系数：
pfL引入的不确定度是重复性的标准偏差，根据式
（1）其灵敏度系数为1；S引入的不确定度主要是由测量半径的不准确所引入的，根据式
（1）其灵敏度系数为10/ln10*1/S≈0.17；slm引入的不确定度主要由传声器引入的不确定度，前置放大器引入的不确定度和分析仪引入不确定度共同组成，根据式
（1）其灵敏度系数为1；rep引入的不确定度，可包括在不同时间测试的声功率级的标准偏差中，根据式
（1）其灵敏度系数为1；mic引入的不确定度，可通过同轴圆法和40点测试的声功率级的偏差得到，根据式
（1）其灵敏度系数为1；boun引入的不确定度，由于半消声室的自由场空间远大于测试时所使用的半径为2m半球表面，因此在本消声室中测试声功率级受边界条件影响可忽略不计，或者参照标准中给出的值代入计算，根据式
（1）其灵敏度系数为1；angle引入的不确定度，由于采用的噪声源为近似点声源，因此本项所引入的不确定度是很小的，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值，根据式
（1）其灵敏度系数为1；imp引入的不确定度，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值，根据式
（1）其灵敏度系数为1；met引入的不确定度，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值，根据式
（1）其灵敏度系数为1。
4.1.3标准不确定度的A类评定pfL引入的不确定度是重复性的标准偏差，在相同条件下对体积声源的频带声功率级重复测量10次，得到的结果见表4.1。
表4.1体积声源频带声功率级重复性（dB）频率/Hz12345678910平均值标准偏差10070.3
70.3
70.4
70.1
70.2
70.5
70.5
70.3
70.2
70.1
70.3
0.12
12564.6
64.5
64.6
64.5
64.6
64.6
64.7
64.6
64.6
64.5
64.6
0.07
16076.8
76.7
76.7
76.6
76.7
76.7
76.8
76.8
76.8
76.6
76.7
0.08
20072.7
72.5
72.5
72.6
72.6
72.5
72.6
72.7
72.7
72.5
72.6
0.07
25080.3
80.1
80.1
80.1
80.2
80.1
80.2
80.3
80.3
80.2
80.2
0.08
31582.1
81.7
81.8
81.9
81.9
81.9
81.9
81.8
81.9
82.2
81.9
0.14
40085.5
85.4
85.5
85.4
85.4
85.4
85.6
85.4
85.3
85.6
85.5
0.08
50088.9
89.1
89.4
89.2
89.1
89.2
89.2
89.3
89.3
89.0
89.2
0.15
63088.3
88.5
88.7
88.5
88.5
88.6
88.5
88.5
88.5
88.2
88.5
0.14
80087.8
87.5
88.1
87.3
87.6
87.7
87.6
87.7
87.7
87.8
87.7
0.21
100091.4
91.1
91.4
91.2
91.4
91.2
91.1
91.1
91.2
91.5
91.3
0.15
125096.7
96.8
96.8
96.6
96.8
96.8
96.7
96.6
96.9
96.7
96.7
0.08
160096.2
96.0
96.0
96.1
96.3
95.9
95.8
95.8
96.3
96.2
96.1
0.20
200093.2
93.3
93.4
92.9
93.1
92.6
92.5
92.8
93.1
93.4
93.0
0.32
250089.6
89.4
89.6
88.8
89.4
88.8
88.0
89.0
89.2
89.3
89.1
0.49
315082.9
83.2
82.9
82.5
83.1
82.8
82.1
82.8
83.1
83.0
82.8
0.31
400090.6
91.3
91.3
90.7
91.2
91.0
90.1
91.3
91.9
91.6
91.1
0.52
500089.4
89.4
88.8
88.2
88.9
88.3
87.9
88.8
89.2
88.8
88.8
0.49
630087.9
88.6
88.0
87.8
87.6
87.9
87.8
87.6
87.3
88.1
87.9
0.33
800086.5
86.2
86.2
86.3
86.3
85.9
85.2
85.0
84.8
86.0
85.8
0.59
1000081.6
82.4
82.9
83.0
82.8
82.2
81.5
80.7
80.3
81.6
81.9
0.93
4.1.4标准不确定度的B类评定频带声功率级和A计权声功率级检定时，B类方法评定的不确定度主要来源于：
1）S引入的不确定度主要是由测量半径的不准确所引入的，测量半径主要受卷尺的分辨率和实验室者的影响，卷尺引入的误差为0.01m，其引入的不确定度为421028.62drdSdB，以均匀分布考虑3k，则4421063.33/1028.6udB；2）slm引入的不确定度主要由声校准器、传声器、前置放大器和多通道声分析仪引入的不确定度共同组成，根据各个仪器的校准证书可以得到其标准确定度，声校准器的不确定度为0.20dB，正态分布k=2，则μ31=0.20/2=0.10dB，传声器的不确定度为0.24dB，正态分布k=2，则μ32=0.24/2=0.12dB，前置放大器的不确定度为0.09dB，正态分布k=2，则μ33=0.09/2=0.45dB，分析仪的不确定度为0.20dB，正态分布k=2，则μ34=0.20/2=0.10dB，则20.02342332322313uuuuu
dB；3）rep引入的不确定度，可包括在不同时间测试的声功率级的标准偏差中，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值μ4=0.10dB；4）mic引入的不确定度，可通过同轴圆法和40点测试的声功率级的偏差得到，其最大偏差为0.17dB，以均匀分布考虑3k，则10.03/17.05u
dB；5）boun引入的不确定度，由于半消声室的自由场空间远大于测试时所使用的半径为2m半球表面，因此在本消声室中测试声功率级受边界条件影响可忽略不计，参照标准中给出的值μ6=0.10dB；6）angle引入的不确定度，由于采用的噪声源近似点声源，因此本项所引入的不确定度是很小的，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值μ7=0.02dB；7）imp引入的不确定度，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值μ8=0.004dB；
8）met引入的不确定度，可参照标准中给出的不确定度评定实例中所选用的值μ9=0.04dB。
以上分量独立无关，合成标准不确定度为292928282727262625252424232322222121ucucucucucucucucucuc
表4.2合成标准不确定度频率/Hz100125160200250315400μc/dB
0.28
0.26
0.26
0.26
0.26
0.29
0.26
频率/Hz5006308001000125016002000μc/dB
0.29
0.29
0.32
0.29
0.26
0.32
0.41
频率/Hz25003150400050006300800010000μc/dB
0.55
0.40
0.57
0.55
0.41
0.64
0.97
取包含因子k=2，其扩展不确定度U=kuc
表4.3扩展不确定度频率/Hz100125160200250315400μc/dB
0.6
0.5
0.5
0.5
0.5
0.6
0.5
频率/Hz5006308001000125016002000μc/dB
0.6
0.6
0.6
0.6
0.5
0.6
0.8
频率/Hz25003150400050006300800010000μc/dB
1.1
0.8
1.1
1.1
0.8
1.3
1.9
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