实验报告-声校准器10

1、实验报告-声校准器10 声校准器 检定规程 实验报告 声校准器 检定规程 编制组 2021 年 年 10 月 月 声校准器 检定规程 实验报告 目 目 录 1 实验介绍 . 3 2 计量特性 . 4 2.1 频带声功率级和 a 计权声功率级 . 4 2.2 指向性指数 . 4 2.3 声功率输出的短时稳定性 . 5 3 实验结果 . 6 3.1 频带声功率级和 a 计权声功率级 . 6 3.2 指向性指数 . 6 3.3 声功率输出的短时稳定性 . 7 4 不确定度评定 . 8 5 结论 . 11 声校准器 检定规程 实验报告 1 实验介绍 实验目的：验证声校准器检定规程(征求意见稿)的科学合

2、理性。 时间：2021年03月2021年10月 地点：中国计量科学研究院和平里院区12号楼201室 环境条件：温度：（233），相对湿度：（5030) % 实验样机：丹麦bk公司，4226 使用仪器包括： Ø 声学分析仪，丹麦bk，3560c Ø 实验室标准传声器，丹麦bk，4180 Ø 前置放大器，丹麦bk，2673 2 计量特性 2.1 声压级 声校准器的主声压级应至少为 90 db。 声校准器产生的声压级与相应的规定声压级之差的绝对值不应超过表 1 给出的适用接受限。对标识为 ls/m 或 1/m 级的声校准器应作静压修正，如需要，应修正至规定的参考静压。

3、表 1 声压级的接受限 标称频率范围 /hz 接受限 /db ls 级 1 级 2 级 31.5160 0.30 1601 250 0.10 0.25 0.40 1 2504 000 0.35 4 0008 000 0.45 8 00016 000 0.50 对于 ls 级或者 2 级声校准器，表中符号"'表示本规程未给出该标称频率范围的接受限。 2.2 频率 声校准器产生的声的主频率应在 160 hz1 250 hz 范围内。规定频率应为 iso 266:1997 给出的准确频率。声校准器产生的声的频率与相应的规定频率之差（以百分数表示）的绝对值不应超过表 3 给出的适用接

4、受限。 表 3 频率的接受限 接受限 /% ls 级 1 级 2 级 0.7 0.7 0.7 接受限以规定频率的百分数表示。 2.3 总失真噪声 对于每个规定频率，声校准器产生的声信号在标称频率为 22.4 hz22.4 khz 的范围内的总失真噪声不应超过表 4 给出的适用接受限。 表 4 总失真噪声的接受限 标称频率范围 /hz 接受限 /% ls 级 1 级 2 级 31.5160 3.0 1601 250 2.0 2.5 3.0 1 25016 000 3.0 对于 ls 级或者 2 级声校准器，表中符号"'表示本规程未给出该标称频率范围的接受限。 3 实验结果 3.

5、1 声压级 测试 bk 公司的 4226 多功能声校准器（设置在"c'和"pressure'）94 db 的声压级，其结果如下： 表 3-1（db） 频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 2021 4000 8000 12500 16000 1 94.21 94.15 94.12 94.10 94.09 94.09 94.11 94.07 94.06 94.25 94.34 2 94.21 94.15 94.12 94.10 94.09 94.09 94.12 94.07 94.15 94.15 94.35 3 94.22 94.16

6、 94.12 94.10 94.10 94.09 94.11 94.07 94.09 94.21 94.27 4 94.21 94.15 94.12 94.10 94.09 94.09 94.09 94.08 94.12 94.16 94.27 5 94.21 94.16 94.12 94.10 94.09 94.09 94.09 94.07 94.08 94.21 94.36 6 94.21 94.15 94.11 94.09 94.07 94.08 94.12 94.08 94.10 94.26 94.31 7 94.22 94.15 94.12 94.10 94.08 94.08 94.

7、09 94.08 94.08 94.23 94.29 8 94.20 94.14 94.11 94.09 94.08 94.08 94.07 94.07 94.07 94.26 94.34 9 94.20 94.14 94.10 94.08 94.08 94.07 94.09 94.08 94.14 94.21 94.38 10 94.21 94.15 94.11 94.09 94.08 94.09 94.15 94.07 94.12 94.23 94.30 平均值 94.21 94.15 94.12 94.10 94.08 94.08 94.10 94.07 94.10 94.22 94.3

8、2 标准偏差 0.006 0.006 0.006 0.006 0.009 0.008 0.022 0.003 0.030 0.037 0.039 3.2 频率 表 3-2（hz） 频率/hz 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 12.5k 16k 1 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 2 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 3 31.63 63.13 125.88 251.27

9、502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 4 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 5 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 6 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 7 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66

10、 15.83 8 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 9 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 10 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 平均值 31.63 63.13 125.88 251.27 502.54 1.01 1.98 3.96 7.91 12.66 15.83 标准0.002 0.001 0.001 0.

11、001 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 偏差 3.3 总失真+ 噪声 表 3-2（%） 频率/hz 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 12.5k 16k 1 0.65 0.54 0.81 0.38 0.54 0.59 0.90 0.86 0.51 0.51 0.68 2 0.86 0.94 0.61 0.59 0.87 0.78 0.74 1.13 0.89 0.63 0.69 3 0.66 0.42 0.35 0.41 0.51 0.51 0.77 0.98 0.61 0.48 0.48 4 0.66 0.34

12、 0.38 0.40 0.51 0.51 0.71 0.96 0.69 0.48 0.48 5 0.77 0.39 0.42 0.54 0.59 0.72 0.89 1.05 0.77 0.56 0.72 6 0.65 0.37 0.42 0.47 0.54 0.51 0.71 0.96 0.55 0.52 0.47 平均值 0.71 0.50 0.50 0.46 0.59 0.60 0.79 0.99 0.67 0.53 0.59 标准偏差 0.087 0.227 0.180 0.084 0.140 0.120 0.087 0.089 0.143 0.057 0.122 4 不确定度评定 本

13、次不确定度的样品选择为 bk 公司的 4226 多功能声校准器（设置在"c'和"pressure'）。 1 声压级 分别在 94 db 上对声压级的不确定度进行评定。 1.1 a 类不确定度 (1) 平均声压级的重复性，分别在 94 db 的声压级上进行 10 次校准，计算标准偏差，具体结果参见表 1： 表 1 平均声压级的实验标准偏差 标称频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 u 1 =s 1 /db 0.006 0.006 0.007 0.007 0.009 0.008 标称频率/hz 2021 4000 8000 12500 1

14、6000 / u 1 =s 1 /db 0.022 0.004 0.031 0.037 0.039 / 1.2 b 类不确定度 (1) 极化电压引入的不确定度，200 v 极化电压的精度为50 mv，采用均匀分布(k= 3 )引入的不确定度为 u 2 =0.002 db。 (2) 测量平均声压级时电压表的读数引入的不确定度，根据 fluke1281 型数字多用表的校准证书，取偏差的最大值 0.04%进行计算，并采用均匀分布(k= 3 )计算不确定度，则：u 3 =0.002 db； (3) 测量平均声压级时直接输入和前置输入引入的不确定度，通过多次读直接输入和前置输入时电压表的指示的最大差值作

15、为不确定度，则 u 4 =0.001 db； (4) 标准传声器量传引入的不确定度，根据标准传声器证书，并采用正态分布(k=2)计算不确定度，具体结果参见表 2： 表 2 标准传声器灵敏度引入的不确定度 (94 db) 标称频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 u 5 /db 0.040 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 标称频率/hz 2021 4000 8000 12500 16000 u 5 /db 0.025 0.025 0.025 0.050 0.050 u 5 /db 0.025 0.025 0.025 0.050 0.050 (5

16、) 标准传声器灵敏度对气压和温度修正的灵敏度，根据气压表和温度表证书与气压和温度修正系数计算，得出标准偏差，则 u 6 =0.001 db； (6) 前放插入损失测量重复性，对前置放大器的插入损失测试 10 次，计算不确定度，具体结果参见表 3： 表 3 前放插入损失引入的不确定度 (94 db) 标称频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 u 7 0.036 0.018 0.008 0.002 0.002 0.003 标称频率/hz 2021 4000 8000 12500 16000 u 7 /db 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 (7)

17、声校准器中反馈传声器的气压和温度修正引入的不确定度，根据气压表和温度表证书与气压和温度修正系数计算引入的不确定度，u 8 =0.001 db； (8) 修约引入的不确定度，由于修约引入的不确定度小于 0.005 db，取 u 9 =0.005 db； 根据上面各个分量得出声压级校准的扩展不确定度，具体数据参见表 4。 表 4 声压级不确定度分析 标称频率/hz 符号 31.5 63 125 250 500 1000 平均声压级重复性/db u 1 =s 1 0.006 0.006 0.007 0.007 0.009 0.008 极化电压/db u 2 0.002 0.002 0.002 0.0

18、02 0.002 0.002 电压表/db u 3 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 测量放大器直接输入和前置输入的影响/db u 4 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 标准传声器灵敏度/db u 5 0.040 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 标准传声器灵敏度对气压和温度修正/db u 6 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 前放插入损失/db u 7 0.036 0.018 0.008 0.002 0.002 0.003 声校准器中反馈传声器的气压和温

19、度修正/db u 8 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 修约/db u 9 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 标准不确定度/db u c 0.055 0.032 0.028 0.027 0.028 0.027 扩展不确定度 (k=2) /db u 0.11 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 续表 4 声压级不确定度分析 标称频率/hz 符号 2021 4000 8000 12500 16000 平均声压级重复性/db u 1 =s 1 0.022 0.004 0.031 0.037 0.039 极化电压

20、/db u 2 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 电压表/db u 3 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 测量放大器直接输入和前置输入的影响/db u 4 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 标准传声器灵敏度/db u 5 0.025 0.025 0.025 0.050 0.050 标准传声器灵敏度对气压和温度修正/db u 6 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 前放插入损失/db u 7 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 声校准器中反馈传声器的气压和温度修正/db

21、u 8 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 修约/db u 9 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 标准不确定度/db u c 0.034 0.026 0.041 0.063 0.064 扩展不确定度 (k=2) /db u 0.07 0.06 0.09 0.13 0.13 2频率 2.1 a 类不确定度 (1) 频率的重复性，在 94 db 的声压级上对频率进行 10 次校准，计算标准偏差，具体结果参见表 5： 表 5 频率校准的实验标准偏差 标称频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 u 1 =s 1 /% 0.006

22、0.002 0.001 0.001 0.001 0.000 标称频率/hz 2021 4000 8000 12500 16000 u 1 =s 1 /% 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 2.2 b 类不确定度 (2) 频率计读数所引入的不确定度，根据频率计的说明书中频率测量的精度，并采用均匀分布(k=3 )计算不确定度，具体结果参见表 5： 表 5 频率校准的实验标准偏差 标称频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 u 2 /% 0.029 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 标称频率/hz 2021 4000 8000

23、 12500 16000 u 2 /% 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 (3) 修约引入的不确定度，由于修约引入的不确定度小于 0.005 %，因此取 u 3 =0.005 %； 根据上面各个分量得出频率校准的扩展不确定度，具体数据参见表 7： 表 7 频率校准不确定度分析 标称频率/hz 符号 31.5 63 125 250 500 1000 重复性/% u 1 0.006 0.002 0.001 0.001 0.001 0.000 频率计 /% u 2 0.029 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 修约/% u 3 0.005 0.00

24、5 0.005 0.005 0.005 0.005 标准不确定度/% u c 0.030 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 扩展不确定度 (k=2) /% u 0.06 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 续表 7 频率校准不确定度分析 标称频率/hz 符号 2021 4000 8000 12500 16000 重复性/% u 1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 频率计 /% u 2 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 修约/% u 3 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 标准不

25、确定度/% u c 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 扩展不确定度 (k=2) /% u 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 3.总失真+噪声 3.1 a 类不确定度 (1) 总失真+噪声的重复性，在 94 db 的声压级上对总失真进行 6 次校准，计算标准偏差具体数据参见表 8： 表 8 总失真的实验标准偏差 标称频率/hz 31.5 63 125 250 500 1000 u 1 =s 1 /% 0.087 0.023 0.181 0.084 0.140 0.121 标称频率/hz 2021 4000 8000 12500 16000 u 1 =s 1 /% 0.087 0.089 0.143 0.058 0.123 3.2 b 类不确定度 (1) 失真仪读数所引入的不确定度，根据频率计的说明书中失真测量的精度(1db)，并采用均匀分布计算标准偏差为 u 2 =0.071 %； (2) 测量放大器引入的不确定度，根据测量放大器的说明书提供的精度(0.1 %)，并采用均匀分布(k= 3 )计算标准偏差为 u 3 =0.058 %； (3) 前置放大器引入的不确定度，根据前置放大器的说明书提供的精度(0.01 %)，并采用均匀分布(k= 3 )计算标准偏差为 u 4 =0.00