JJG2017-2005水声声压计量器具检定规程.pdf

中华人民共和国国家计量检定系统表J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 5水声声压计量器具Me a s u r i n g I n s t r u me n t s f o r U n d e r w a t e r S o u n d P r e s s u r e2 0 0 5 一 0 4 一 2 8发布2 0 0 5 一1 0 一 2 8实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布J J G 2 0 1 7 -2 0 0 5水声声压计量器具检定系统表广 补 口 . 0 . 0. 0 . 0.补 一 口 . O. 口 . 飞.心.勺.0.沪V e r i f i c a t i o n S c h e m e o f Me a s u r i n g J J G 2 0 1 7 -2 0 0 5代替 J J G 2 0 1 7 -1 9 8 7、 . 0.口. 口.0. 0.0. 0 二。.0.0I ns t r i l m p n t s f or Unde r wat e r So und Pr e s s ur e 本检定系统表经国家质量监督检验检疫总局2 0 0 5 年4 月2 8 日 批准， 并自2 0 0 5 年 1 0 月 2 8日 起实施。归口单位 :主要起草单位 :参加起草单位 :全 国声学计量技术委员会中国测试技术研究院中国科学院声学研究所国防水声计量一级站本检定系统表由全国声学计量技术委员会负责解释标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 5本系统表主要起草人 : 商国华 孙磊 参加起草人: 朱厚卿 袁文俊( 中国测试技术研究院)( 中国测试技术研究院)( 中国科学 院声学研究所)( 国防水声计量一级站)J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 5目录1 范围 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )2 水声声压计量基准器具 ( 1 )2 . 1低 频水 声 声 压 基 准 装置 。 。 ( 1 )2 . 2 自由场互易法水声声压基准装置 ( 中频) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )2 . 3 高频水声声压基准装置 。 ， 。 。 一( 2 )2 . 4 水声声压从基本量开始量值传递的主要途径 一( 2 )3 水声声压计量标准装置 。 ，: ( 2 )3 . 1 低频水声声压计量标准装置 ， ( 2 )3 . 2 中 频水声声压计量标准装置 。 。 。 ( 2 )3 . 3 高频水声声压计量标准装置 。 。 ( 3 )3 . 4 水声声压标准器和量值传递的最佳测量能力 。 。 ( 3 )4 水声声压工作计量器具 。 。 ( 3 )4 . 1 测量水听器 ( 精密) 。 。 ( 4 )4 . 2 测量水听器、发射换能器和水声声压测量设备 。 。 ( 4 )5 水声声压计量器具检定系统表框图 。 ( 5 )标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 5水声声压计t器具检定 系统表范 围 本检定系统表适用于 1 H : 一 5 M H z 频段内的水声声压计量器具的量值传递。它规定了水声声压计量基准经水声声压计量标准至工作计量器具之间的量值传递程序、量值传递方法和量值传递时的最佳测量能力。在开展校准时，可作为量值溯源的依据。2 水声声压计，基准器具 水声声压基准用于复现和保存 l H z 一 5 M H z 频段内的水声声压单位量值，并通过水声声压计量标准器具向水声声压工作计量器具进行量值传递，以保证国内水声声压量值的准确和统一。 声压量值的单位为帕斯卡 ( P a ) ， 声压级以 分贝 ( d B ) 表示 ( 基准值为1 p P a ) o 本检定系统表中 使用水听器的 灵敏度 ( 单位为V / K P a ) 参数进行声压量值的复现和传递。 水声声压计量基准包括 G J J( 声)0 2 0 1 低频水声声压基准装置) 、G J J( 声)0 2 0 2 自由场互易法水声声压基准装置和 G J J( 声)0 2 0 3 高频水声声压基准装置 。2 . 1 低频水声声压基准 装置 低频水声声压基准装置是由带有压电补偿换能器的密封测量腔、常数测定装置、低频基准用标准水听器和配套设备组成。低频基准装置的标准器为基准用标准水听器。通过双辐射零值法测量低频基准用标准水听器的声压灵敏度，进行声压量值的复现。频率范围为 1 H : 一 2 k H z ，不确定度为 U二 0 . 5 d B ( k = 2 ) o 声压量值的传递采用双辐射零值法，在低频水声声压基准装置上直接校准计量标准器具的低频标准水听器的声压灵敏度。频率范围为 1 H : 一 2 k H z I量值传递的最佳测量能力为 0 . 5 d B ( k = 2 ) o2 . 2 自 由场互易法水声声压基准装置 ( 中 频) 自由场互易法水声声压基准装置，由满足自由场条件的中频消声水池及其坐标测量装置、中频基准用标准水听器和配套设备组成。基准装置的标准器为基准用标准水听器。通过 自由场互易法测量中频基准用标准水听器的开路自由场灵敏度，进行声压量值的复现。频率范围为 2 k H : 一 2 0 0 k H z( 一般称为中频水声声压基准装置) ，当频率为 2 k H z一 l 0 0 k H : 时，不确定度为 U= 0 . 7 d B ( k二 2 ) ,频率为 l 0 0 k H z 一2 0 0 k H : 时，不确定度为U= 0 . 9 d B ( k 二 2 ) 0 声压量值的传递采用自 由场互易法，由 计量标准器具中的中 频标准水听器与中 频基准用标准水听器组成一组，在 自由场互易法水声声压基准装置上进行互易法校准，得到中频标准水听 器的开路自 由 场灵敏度， 并根据参与校准的中 频基准用标准水听器的 校准结果， 对中 频标准水听器的校准结果进行确认。 频率范围为2 k H : 一 2 0 0 k H z ，当 频率为2 k H : 一l 0 0 k H z 时，量值传递的最佳测量能力为 0 . 7 d B ( k =2 ) ;频率为 l O O k H z 一2 0 0 k H zJ J G 2 0 1 7 -2 0 0 5时， 量值传递的最佳测量能力为0 . 9 d B ( k 二 2 ) 02 . 3 高频水声声压基准装置 高频水声声压基准装置由满足自由场条件的高频消声水池及其精密坐标测量装置、高频基准用标准水听器和配套设备组成。基准装置的标准器为基准用标准水听器。通过自由场互易法测量高频基准用标准水听器的开路 自由场灵敏度，进行声压量值的复现。频率范围为 0 . 1 M H : 一 5 . O M H z ，当频率为 0 . 1 M H : 一2 . 5 M H : 时，不确定度为 U二 0 . 9 d B( k = 2 ) ;频率为 2 . 5 M H : 一 5 . O M H : 时，不确定度为 U二1 . i d B ( k 二 2 ) 0 声压量值的传递采用 自由场互易法，由计量标准器具中的高频标准水听器与高频基准用标准水听器组成一组，在高频水声声压基准装置上进行互易法校准，得到高频标准水听器的开路 自由场灵敏度，并根据参与校准的高频基准用标准水听器的校准结果，对高频标 准水听器 的校准结 果进行确认。频率范 围为 0 . 1 M H z 一5 . O M H z ，当频率为0 . 1 M H : 一 2 . 5 M H z 时，量值传递的最佳测量能力为 0 . 9 d B ( k二2 ) ;频率为 2 . 5 M H z5 . O M H z 时 ，量值传递的最佳测量能力为 1 . 1 d B ( k = 2 ) o 注:本系统表中的墓准用标准水听器和标准水听器均属于实脸室标准水听器类型。2 . 4 水声声压从基本量开始量值传递的主要途径 水声声压计量基准装置的电压量值溯源至国家主要基本量:电流。从基本量开始量值传递的主要途径为:电流- G J J( 声)0 2 0 1( 低频水声声压基准装置) 、G J J( 声)0 2 0 2 自由场互易法水声声压基准装置和 G J J( 声)0 2 0 3 高频水声声压基准装置 。3 水声声压计，标准装! 水声声压计量标准装置由低频水声声压计量标准装置 ( 1 H z 一 2 0 0 0 H z ) 、中频水声声压计量标准装置 ( 2 k H : 一 2 0 0 k H z ) 、高频水声声压标准装置 ( O A M H : 一 5 M H z )组成，其测量覆盖频率范围为 1 H : 一 5 M H z 。水声声压计量标准装置包括绝对法水声声压计量标准装置和相对法水声声压计量标准装置。水声声压计量标准装置的标准器为标准水听器。3 . 1 低频水声声压计量标准装置 低频水声声压标准装置由低频标准水听器、密闭测量腔和配套设备组成。其测量频率范围一般为 1 H z 一 2 0 0 0 H z ，低频水声声压计量标准装置包括低频绝对法水声声压计量标准装置和低频相对法水声声压计量标准装置。 ( 1 )绝对法低频水声标准装置有 :双辐射零值法水声声压标准装置 ，频率范围为1 H : 一 2 0 0 0 H z ， 不确定度为 U= 0 . 5 d B ( k = 2 ) ; 藕合腔互易法水声声压标准装置， 频率范围为2 0 H : 一 2 0 0 0 H z ， 不确定度为 U二 0 . 5 d B ( k = 2 ) ; 振动液柱法水声声压标准装置，频率范围为 2 0 H : 一 2 0 0 0 H z ，不确定度为 U= 0 . 6 d B ( k= 2 ) o ( 2 )相对法低频水声标准装置有:密闭腔比较法水声声压标准装置，频率范围为1 H : 一 2 0 0 0 H z ， 不确定度为 U = 1 . 1 d B ( k 二 2 ) ;振动液柱比 较法水声声压标准装置，频率范围为2 0 H : 一 2 0 0 0 H z ，不确定度为 U二1 . 1 d B ( k 二2 ) 03 . 2 中频水声声压计量标准装置 中频水声声压计量标准由中频标准水听器、满足中频自由场条件的消声水池以及配套设备组成。其测量频率范围一般为 2 k H z 一 2 0 0 k H z ，其中:绝对法中频水声声压标准标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 5装置 ( 自由 场互易法)频率范围为2 k H z - l 0 0 k H : 时，不确定度为 U= 0 . 7 d B ( k = 2 ) ;频率范围为 l 0 0 k H z 一 2 0 0 k H z 时，不确定度为 U=0 . 9 d B ( k =2 ) ;相对法中频水声声 压标准装置 ( 自 由场比较法) 频率范围为2 k H z - - l 0 0 k H z ， 不确定度为 U = 1 . 5 d B ( k = 2 ) ;l 0 0 k H z 一 2 0 0 k H z ，不确定度为 U= 2 . 5 d B ( k =2 ) o3 . 3 高频水声声压计量标准装置 高频水声声压计量标准装置由高频标准水听器、满足高频自由场条件的消声水池及其精密坐标测量装置和配套设备组成。其测量频率范围一般为0 . 1 M H z 一 5 . O M H z ， 其中:绝对法高频水声声压标准装置 ( 自由场互易法)0 . 1 M H z - 2 . 5 M H z ，不确定度为 U=0 . 9 d B ( k = 2 ) ; 2 . 5 M H z 一 5 . O M H z ， 不确定度为 U= 1 . 1 d B ( k = 2 ) ;相对法高频水声声压标准装置 ( 自由场比较法)0 . 1 M H z - 5 . O M H z ，不确定度为 U= 2 . 5 d B ( k= 2 ) o3 . 4 水声声压标准器和量值传递的最佳测量能力 水声声压计量标准装置的标准器为标准水听器。其中绝对法标准水听器由计量基准装置直接校准进行量值传递。 对绝对法低频水声声压标准装置的标准水听器用低频水声声压基准装置进行校准。 对绝对法中频水声声压标准装置的标准水听器用 自由场互易法水声声压基准装置进行 校准 。 对绝对法高频水声声压标准装置的标准水听器用高频水声声压基准装置进行校准。 对相对法水声声压标准装置的标准水听器或标准发射换能器，它们可以溯源至绝对法水声声压标准装置，也可以直接溯源至水声声压基准装置。标准水听器声压量值的不确定度见表 t o 表 1 标准水 听器在 1 Hz 一5 MHz频段 内声耳.俏的不确定度频率范围1 H z - 2 0 0 0 H z2 k H z _ l 0 0 k Hz l 0 0 k Hz 一2 0 0 k Il z0 . 1 MHz 一 2 . 5 MH a 2 . 5 MH z _ 5 . O MHz灵敏度类型声压灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度不确定度0 . 5 d B0 . 7 d B0. 9 d B0. 9 d B1 . I d B包含因子k= 2k=2k 二2k =2k=2 绝对法水声声压标准装置根据不同的工作计量器具，用不同的传递方法和传递能力进行 量值传递。量值传递的频率范围为J H Z 一 5 M H z ， 量值传递的最佳测量能 力见表2 0 表 2 绝对法水声声压计皿标准装置在 1 H z 一 5 N hC 频段内，值传递的最佳测且能力频率范围1 Hz - - 2 0 0 0 H z2 k H z - l 0 0 k Hz l 0 0 k f一2 0 0 k f0 . 1 MHz 2 . 5 MH z 2 . 5 MH z - 5 . O MHz寻潇 度举 刑声压灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度一 -一 一一不确定度0 . 5 d B0 . 7 d B0. 9 d B0 . 9 d B1 . 1 d B包含因子无= 2k二2k 二2k 二2k二2 相对法水声声压标准装置采用密闭腔比较法、振动液柱 比较法、自由场比较法进行声压量值传递，量值传递的频率范围为 l H z 一 5 M H z ，量值传递的最佳测量能力见表3 04 水声声压工作计量器具水声声压工作计量器具主要有测量水听器 ( 精密) 、测量水听器、测量用发射换能 3J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 5器及水声声压测量设备。 裹3 相对法水声声压计f标准装t在 1 H z 一 S MH z 颇段内.值传递的最佳测，能力频率范围1 H z - 2 0 0 0 H z2 k H z - l 0 0 k H z0 . 1 MH z - 5 . O MHz灵敏度类型声 压灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度不确定度1 . 1 d B1 . 5 d B2 . 5 d B包含因子k 二2k 二2k二 24 . 1 测量水听器 ( 精密) 测量水听器 ( 精密)可溯源至绝对法水声声压标准装置，也可直接溯源至水声声压基准装置，其频率范围和声压量值的不确定度见表4 0 表4 侧f水听器 ( 精密)在 1 H z - 5 Ml l z 绷段内声压f值的不确定度频率范围1 H z - 2 0 0 0 Hz2 k H z - l 0 0 k H z l 0 0 k H z一2 0 0 k Hz0. 1 M H z 2 . 5 MH z 2 . 5 MHz - 5. O MHz灵敏度类型声压灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度自由场灵 敏度自由场灵敏度不确定 度0 . 5 d B0. 7 d B0. 9 d B0. 9 d B1 . 1 d B包含 因子k二2k 二2k二2k=2k= 24 . 2 测量水听器、 发射换能器和水声声压测量设备 测量水听器、发射换能器和水声声压测量设备可通过比较测量法溯源至相对法水声声压标准装置，其频率范围和声压量值的不确定度分别见表 5 、表 6 和表 7 . ( 1 )测量水听器 衰 5 测，水听器在 1 H 2 一 5 MH z颇段内声压f值的不确定度频率范围1 H z - 2 0 0 0 H z2 k Hz - l 0 0 k H zl 0 0 k Hz 一2 0 0 k H z0. 1 MH z - 5 . O MH z灵敏度类 型声压灵敏度自由场灵敏度自由场灵敏度自由场灵 敏度不确定度1 . 1 d B1 . 5 d B2 . 5 d B2. 5 d B包含因子k=2k =2几二 2k=2( 2 )发射换能器 衰 发射换能器5 0 0 Hz . . 5 MH z 频段内声压f值的不确定度频率范围不确定度包含因子5 0 0 H z - l 0 0 k H z 1 . 5 d B k=20 . 1 MH z - 5 . O MH z 2 . 5 d B 盖=2( 3 )水声声压测量设备 表 7水声声压测，设 备在 i H z 一5 MHz颇段 内的测 f不确 定度频率范围l H z2 k H z2 k H z l O O k Hz0 . 1 MH z - 5 . O MHz不确定度1 . 1 d B1 . 5 d B2. 5 d B包含 因子k二 2k=2k=2标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载J J G 2 0 1 7 - 2 0 0 55 水声声压计量器具检定系统表框图 ( 见下图) 水声声压计量器具检定 系统表框图基 本 量 : 电 流基 准 用 标 准 水 听 器频率范围:1H.一 2 k H z不 确 定 度 :U 二 O . S d B ( k二2 ) 基准用标准水听器频率范围:频率范围2 k H z -l 0 0 k Hz l 0 0 k H z -2 0 0 k Hz不确定度:不确定度:U 二0 . 7 d B ( k =2 ) U 二0 . 9 d B ( k二 2 ) 基准用标准水听器频率范围:频率范围:0 . 1 MH z 一2 . 5 MH z 2 . 5 M H a 一5 . O M H z不确定度:不确定度:U 二0 . 9 d B( k 二2 ) U =1 . 1 d B( k 二2 )低频水声声压基准装置 频 率 范 围 : 1 H z、2 kHz 不 确 定 度 : U二0 . 5 d B( k =2 ) 自由场互易法水声声压基准装置频率范围:频率范围:2 k Hz -I O O k H z l 0 0 k Hz 一2 0 0 k H z不确定度:不确定度U = 0 . 7 d B( k=2 ) U二0 . 9 d B ( k 二2 ) 高频水声声压基准装置频率范围:频率范围:O . I M H z -2 . 5 M H z 2 . 5 MH z -5 . O M H z不确定度:不确定度:U二0 . 9 d B( k 二2 ) U二1 . 1 d B( k 二2 )计量基准频率范围1 H z一2 kHz不 确 定 度U =0 . 5 d B( k =2 )频 率 范 围 :2 kHz 1 0 0 kHz不确定度:U 二0 . 7 d B ( k二 2 ) 标准 水 听 器频 率 范 围 :I OO k H z 一 2 0 0 k H z不 确定 度U = 0 . 9 d B ( k=2 )频 率 范 围0. 1 M Hz一 2. 5M H z不 确 定 度 :U =0 . 9 d B ( k二 2 )频率范围:2. 5M H z一5. OM H z不 确 定 度U =1 . 1 d B ( k= 2 )低频水声声压标准装置双 辐 射 零值 法频 率 范 围 : I Hz 一 2 k H z不确定度: U=0 . 5 d B ( k=2 )藕合腔互易法: 频率范围: 2 0 H z 一2 k H z不确定度: U= 0. 5 d B ( k二2 )振动液柱法: 频率范围; 2 0 Hz 一2 k H z不确定度: U二 0 . 6 d B ( k=2 )藕合腔比较法: 频率范围 1 Hz 一 2 k H z不确定度: U二1 . 1 d B( k二2 )振动液柱比较法: 频率范围: 2 0 H z 一2 k Hz不 确 定度 : U = 1 . I d B ( k =2 )水 声 声 压 标 准 装 置 中频水声声压标准装置 自由场互易法: 频率范围 2 k H : 一1 0 0 k H z 不确定度: U二 。7 d B ( k=2 ) 频率范围: 1 0 0 k H z 一2 0 0 k H z 不确定度: U二0 . 9 d B ( k=2 ) 自由场比较法: 频率范围: 2 k H z 一l 0 0 k H z 不确定度: 二1 . 5 d B ( k二2 ) 频率范围: l 0 0 k H z 一2 0 0 k H z 不确定度: U二 2 . S d B ( k=2 )高频水声声压标准装置自由场互易法:频率范围 0 . 1 MHz 一2 . 5 MHz不确定