JJF1293-2011静电激励器校准规范.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1293-2011 静电激励器校准规范Calibration Spccification ror Electroslatic Actuators 2011-07-04左布2011-10-04实施国家质量监督检验检疫总局发布JJF 1193-201l 静电激励器校准规范CaJibration Specirication ror JJF 1293-2011 Electrostatic Actuators L唱。咱哈哈哈哈哈哈哈J本规范经国家质量监督检验检疫且用于2011年7月4日批准，并自2011年10月4日起施行.归口单位:全国声学计盘技术委员会起草单位:中国讨盘科学研究院衡阳衡仪电气有限公司陕西师范大学应用声学所本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释JJF 1l93-201l 本规范起草人何龙标中国计盘科学研究院刘湘衡衡阳衡仪电气有限公司)陈剑林(中国计量科学研究院牛锋中国计盘科学研究院)吴胜举陕西师范大学应用声学所JJF 1293-2011 目录1 班固( 1 ) 2 引用文献( 1 ) 3 术语和计量单位( 1 ) 4 1既述(1) 5 计量特性(2) 5. 1 静也激励器响应的重草性( 2 ) 5. 2 营咆激励器响应级与声E响应级之差的一致性( 2 ) 6校准条件. . . . . . . . . . . . . . (2) 6. 1 环境条件. (2) 6. 2 标准器且其他设备川7 校准项目和校推方法。(3)7. 1 校推项目(3) 7. 2校准方法号( 3 ) 8 校准结果表达(4) 8. 1 俊雄记录. (4) 8. 2 核准数据处理(4) 8. 3 校准证书. . (5) 8. 4 校推结呆的不确定E评定( 5 ) 9 且彼时间间隔( 5 1 酣录A校准证书的内容。.(6) 阳录B佼准结果的不确定庄评Ji:!J;倒( 8 ) JJF 1293-2011 静电激励器校准规范1 范围本规草坦定了用于测定传声器频率响应的静电激励器的计量特性、佼准条件和佼准方法.本规市适用于测定传声器频率响应的份电激励器的佼准.2 引用文融本规范引用下列主献JJF 1001- 1998 通用计量术语且应且J1F 1034-2005 声学计量名词术语且直且J1F 1059-1999 测量不确定匪评定与表示J1G 449-2001 倍捆程和1/3倍频程lJIi曾在椿JJG 790- 2005 实验室标准传声器(桐合腔互昂法GB/T 3102. 7-1993 声学的量和单位IEC 61094-6 : 2004 测量传声器第6部分=测量睛里在响应的静电撒励器(MlIs-urement microphones-Part 6: Electrostatic actuators for determination of frequency re sponse) 使用本规班时，应注意使用上述引用主献的现行有效陋本.3 术语和计量单位本规范果用JJF1001-1998和JJF 1034-2005中有盖的术语且定义.本规程果用GB/T3102.7-1993中规定的量和单位.银据本规范需要，引用IEC 61094-6中的以下术丽和直立2传声稽的静电酷励器响应Iectrostatic actulllor response of a microphone 用特别匪计的、囱幡频特性均匀的电压驱动的静电撒励精测得的，相对于在规定频率的输出，以频率函量表示的传声器的输出.法，咆激励响应的单位为分贝(dB) 4 I配述静电激励怨是用于测宣传声器翻阜响应的装置，它自一个导电刚性平扳组成.该平扳位于传如器且片附近，在平极与膜片间施如吏流也压信号，产生静电力，用以模拟均匀分布在!ll片麦丽上的声压，其基频声压的方均很值p可用武(1)表示z=吉fu，u式中p一一基频声压的方均根值，单位为帕(Pa)I (1) JJF 12凹-2011.一一静电激励器和血片间空气的介电常盘，单位为法每米(F/m)，(在空气中t.= 8. 85XI0-lI F!m); a一二在膜片有放面积上方的静电激励姥有效面叙利脱片有效面权主比3d一一激励器与膜片间的有效距离单位为米(m); UO施加于激励器和膜片间的直流电压，单位为伏(V)u一施加于激励器和踉片间的吏流电臣的方均根值，单位为快(V) 静电激励器法测定传声糠的相对频率响应是一种简品快捷的方法，也是目前测定传声揭蝠率响应的主要方法之一.该万法得到传声器的相对菌感响应，加上预先确定的特定修正值，就能获得该传声器在不同声场类型中的捆率响应.5计量将性5. 1 静电激励器响应的重垣性在静电激励器响应的规定频率上，通常选取250Hz其重直性一搬不大于0.04dB, 5. 2 静电激励器响应级与严E响应级主量的一致俭静电搬励器响应级与压响应级之差的平均值，和单次测量所得的11)电激励指响应级与声压响应级盖值的偏整，一般不超过土。1dB, 这!由于校准元作出合格与否的判定因此上述彼术指标仅供参考.6 核准条件6. 1 环槐条件1 )参考环绕条件温ll，23.0 C; 相对iHJr，50%; 气压101.325 kPa, D测量环搅条件温度18C-28 C; 相时温ll，35%-75% ; 气压94kPa-I03 kPa. 在披测捆率的颜带上，背最噪声声压级至少应低于静电激励器响应级25dB. 6.2 标准器且其他设备1)实验室标准传声器2 LSIP和LS2P实验室标准传声器应符合JJG790中汁量性能的要求.2)吏梳信号源在测量频率范围内，相对于参考频率250H:e (j!J幅额将位优于土0.02dB, 3)直流也压源直流电压源一舷为800V 测量期间幅度tlJll由于0.05%，的俯号分析革统(:;!;等效测量也吉普信号分析革提滥常可由测量放大辑、1/3倍频程滤波器且前置放大器组成，在测量JJF 1293-2011 频率范国内.相对于参与;频率250Hz的频率响应优于土0.02dB. 5)盘字也压我在测量频率班回内数字电压褒的最大允许说盖不扭过土0.1%(AC)革土0.05同()c) 7 校准项目和枝准方法7. 1 校准项目静电激励稽的校准项目且表1 随I.电截.後准项目-览表序号项目l 静电励器响应的重复性名称2 咆激励棉响应缘与，.压响应级之差的一续性7.2 枝准方法7.2. 1 校推前检查检查静电激励器的外观，血符合以下要求1)静电激励嚣的文字.标志应清晰可鳞.2)静电激励稽的刚性导电饭表面应元机械损伤和毛刺，以免产生静电量电，损坏事验室标准传声器.7. 2. 2 静电激励器响应的重直性 静电激励器响应的重罩住测量装置方框固如固1所示，阁中咆阻器的典型值为10MO、电容器的典型值为5nF. 觅，配电压源交梳俑.1/3倍但键放军配孚咆li我.玄.图1静电激励罪响应的测量缝置良貌咆撇励宴鱼盒标准铃声.萄. .大雹 直流f;号Il!一般应正弦信号芷生器和精益不，)、于20d曲直流放大器组成.首先i!UE1/3倍旅程滤瞌榕的中心频率为250Hz.正弦借号幸生榕的信号拥率为250 Hz.并从小到大调节输出信号幅度，其倍号幅度通常调节豆的30V.在测量放大器上的指示的为94dB.经墨宝字电压表瞌取电压值U. 取下被校静电激励楞，每次旋转约60角后重新放置，并撞上述童草3 JJF 1293-2011 测量5次，分别得到1压值Uj-US O7. 2.2.4 计算出电压值uo-u，单!Ic测量的标准偏量，其值即为静电激励稽响应的重直性.7.2.3 也激励器响应级和声压响应级主革的一续性 静电激励捺响应级测量装置方框图如固1所示，首先按条测得电压值U.7. 2. 3. 2 在测量圃率范国内，依次设定1/3俯颜程褪渡稽的中止频率和相应E弦信号监生嚣的输出信号频率.并悻持正弦信号盎生器的输出电压不壶，分别在盘字电压表上凿出每个被测频率上相应的咆E值u，0 静电激励精在被测频率上的响应级可囱式(2)纷出, = 20 19 (2) 式中8鸟f被测瞄E率担上的响应级.，单在位为分贝(dB即), U. 被测频率上的电压值，单位为快(V) U.一一在250Hz参考频率上的电压值，单位为伏(V) 注:由于受交流馆号嚣的幡频特性、馆分析系统包括测量戴大暴、前置放大毒和1/3倍，吸lIi!泼墨频事响应等偏差的影响应对币电 激励器 在被测拿上的响应级作相a的修正. 依据实验室标准传声器在被测数率上的声臣虽敏庄缀，以250Hz频率为参考，计算出相应的声压响应级8，. 静电激励器响应级与压响应级主盖可囱式口始出2,= ,-L (3) 式中8.售，也激励器响应级与声压响应级主盏，单位为分贝(dB); 8, 静电激励需在被测频率上的响应级，单位为分贝(dB) 8，一一实验室标准传声器在彼测频率上的声E响应级，单位为分Jjl(dB). 7. 2. 3. 6 取下被役ilJ电激励嚣，每次旋转的120角后重新放置或更换招同型号的实验室标准传声器后重新最置)并接上述至直直两次，计算出被割频率上静电激励器响应级早均值与声压响应级主量的平均值;0 7.2. 3. 7 静电激励普普响应级与声压响应级主量的一数性可由式m给出=，=，-5， (4) 式中i 静电激励器响应级与声压响应级主草的一戮性单位为分贝(d血，4 每次测E的静电激励器响应级与声压响应级之量，单位为分贝(dB); ;-一三次测量的静咆激励器响应级与声 压响应级之量的平均值，单位为分贝(dB)0 8 校准结果拿这8. 1 枝准记录核准日采血厚可能详尽地记载测E敛据和计算结果-8. 校推曼史据处理4 JJF 1213-1011 所有的世据应先计算后修约，出共的佼准量据均修约到小数点后两位-8.3 佼准证书静电激励器经饺准后出具校准证书，校准证书店包括的信息且推荐的饺准证书内页格式且附录A.8. , 校准蜡果的不确定匮评定静咆a鼓励稽响应级与Jli响应级主草致性的测量不确定匪评定占世JJF1059-1999 进行.其不确定度评定实倒且酣录B.9 复彼时间间隔静电激励嚣的直校时间间隔建坦为3年.然而.直佼时间间阳的妖盟取诀于其使用情血，如环撞条件、使用频率、测量对象等，因此，使用单位可根据实际使用情阻自主诀，.;l校的时间间隔.5 JJF U!l3-201l 附录A校准证书的内容A. 1 校准证书至少应包括以下ff且的标踵，如校准证书，b)证书的销号、页码且且E盘，)校准虽J验室的名称和地址，d)进行饺准的日JIjj，)进行校撞的地点如果不在实验室内进行佼准), 。送校单位的名称和地址gg)被佼静电激励稽的描述和明确标识，h)饺准所依据的技术规艳的名称且代号，。饺准所用计量标准的名称、技术参量且有效期gD後准时的环撞条件，k)位准结果51)伎准结果的测量不确定ll，m)直接时间 间阳的建扭，的校准入鉴岳、核验人签名、批准入签名，0)核准结果仅对被倪对忽有放的声明&p)未经校准实验室书面批准，不得部分草制佼准证书的声明.A.2 推荐的静电激励器佼礁证书的内页格式且固A.1. 6 JJF 1193-二1011校准结果共页第页一静电激励器响应的lUl性单!x测量的标准偏差dB 二、静电激励器响应级与声E响应级主量的平均由且一放性事/H.20 31. 5 40 SO 63 80 10。f. 电激励嚣的响应级与声压响应坦之壁的平均值，/d 电激励嚣的响应与，.压响应之量的一致性，/dB俊雄结果的不确直JJ:校准的环绕条件z温匪C, 相时I!lliX I 气压kP, !IA.I 变康证书的内页格式7 JJF 1293-2011 附录B校准结果的不确定度评定实例静电激励器响应级与声压响应级的盖但是为获得被测传声器在不同声场类型中的频率响应提供特定的悻正恤，静电酷励稽响应级与声压响应级盖固的一致性表述了单次测量结果与测量结果平均值的偏离?它是对静电激励器响应级与严压响应级草值准确性的判定.而静电激励器响应级与声压响应级量值的测量不确定直评定则是对其差值磁性的评肉，测量不确定匪评定结果一触应与韭值一致性要求相符.本附录纷出了育咆撇圄器响应级与声压响应级差值的不确定庄评定!);例.11 1 散学模型静电激励器响应级与声压响应级的盖值，可囱式(.1)绘出8, = 81, 式中a, 静电激励器响应级与芦压响应级之差，单位为分贝(dB)8，一一静电激励器在被测频率上的响应级，单位为分贝(dB)1 ，一-!);验室标准传声辑在被测频率上的声压响应级，单位为分贝(dB) 112 灵敏系墨宝囱式(.1)可知，的方盖为:u(8;) =chl(8，)十du1(81屯和a，过两个分量互不相关，因此式中灵敏革世.和.均为1 11 3 A盘不确定匪的评定(. 1) (. 2) 对适用于WSI型和WS2型传庐器的意，也激励器，分别选取B&.K4144和B&.K413 4型传声器作为LSIP和LS2P实验室标准传声器，并进行静电激励精响应级和声压响应级差值的试验验证.我111为414型传声榕的静电激励警告响应级与声压响应级革但在1/3倍颜程各个中心拥率点的标准偏差，由于通常搞合腔互吕法核准得到的声臣响应级只测量一次，因此两者响应级盖值的标准偏差与静电激励器响应级的标准偏盖等同.我11 2为适用于4134型传声音量的静电激励棒响应级与商压响应级盖值在1/3倍频程各个中心细事点的标准偏量.以4144型为实验室标准传声稽.在10Hz-I0 kHz 颇率范围内，静电激励锯响应级与声压响应级爱值在1/3倍额在各个中心籁率点的标准偏盖最大值为0.028dB;以4134型为实验室标准传声饵，在20Hz.25 kHz班围内，静电激励器响应级与声压响应级革值的标准偏盖戴大也为0.060dB. -.;:测量所得早均值的最大标准偏量分别为0.011 dB利0.035dB.因此，对适用于WS1型传声器的静电激励楞，141=0. 011 dB, 对适用于WS2型传声器的静电激励祷，U I =0.035 dB. 8 JJF 12)- 2011 拿皿 141制型佬曾惕的电量皿响a组与黄压响应挚的蟹蓝的标准自. t!dB 标准 标准你准I!I泪俱偏. d 偏差偏爱H. 1 2 3 4 5 6 dB dB d 0 口.2800.259 0.285 口.210。.2710.214 O.四9。.168 。00。口 .00912. 5 0.242 0.220 0. 245 0.227 O. 231 0.234 口.0090.158 0.000 。，刷 。.221 O . 2回0.189 。.192 O. 189 O. 189 0.013 0.143 0.00。.0132D 白.2050.147 0.136 O. 115 。 .112O. 165 由.024O. 124 0.0回0.024 25 O. 153 0. 132 O. 157 O. 157 口.153 0.160 0.010 0. 106 。 。0031. 5 O. 111 0.095 O. 120 0.120 。.127 0.113 口.0110.088 0.00。0.011 40 0. 080 0.095 。.084 0.081 0. 095 0.088 。，回60.071 。.0000.006 50 0.086 0.064 0.089 0.074 口，口180. 067 0.010 0.056 0.000 0.010 。.0560.011 0.060 0.061 0.064 0. 051 口，回50. 043 0.00。0.005 80 0.056 。.034。.0590.048 0. 045 。.048O.回90.032 0.000 O.曲9100 0.0014 0.022 0.030 0.033 。.0330.030 O.四70.022 0.00。口.007125 0.023 0.023 0.021 0.030 0.023 0.023 口，回30.014 0.000 O.回3160 。.005。.009口，回9O. 016 0.013 0.009 。.0010.001 0. 000 。曲42 。.007O.回40.011 O.回30.0 口.003O.5 口.0030.00日。.四5250 0.00。0.00。0.000 0.00。0.00。0.000 口.0000.000 0.000 0.000 35 O.8 -0.006 O. 001 O.1 -0.6 -0.006 O.6 -0. 001 0.000 0.006 100 。.007-0.011 -0.001 -0.004 -0. 011 -0.014 。.008-0.002 0.000 。，因850。O.s -0.010 -0.z -0.因E-0.回9一0.013。，70.00。00。口.007.30 0.004 -0.010 -0.003 0.0回-0.四17-0.010 日.000.004 0.000 0.006 800 0.010 0.000 0.003 O.由170. 000 0.000 。，因$O. 013 0. 000 0. 005 0田0.026 0.015 0.018 O. 018 0.015 0.015 0. 004 0.028 0. 000 0.004 1 250 0.050 0.043 -0.695 。.0画0.046 。.)43 。.0030.051 口.0000.003 1 600 0.095 0.084 0.087 0.091 0.081 0.087 0.001 0.087 0.000 口.00.2000 口.0 860. 153 O. 156 O. 156 0.152 o. 152 0.028 O. 145 0.000 0.028 250。0.252 0.248 0.254 0.254 0.250 0.247 O.四30.229 0.000 口，回33 150 0.387 0.384 0.390 0.393 0.389 0.386 。.0030.347 0.000 。，回3. 惆。.5280. 536 0.543 0. 543 。.536 。.536O.四60. 493 口.000。.00500。.500O. 511 0.525 。.525。.514 。.514O.四90.596 口.000。.0096300 -0.214 -0.205 -0.189 - 0. 192 -0.203 -0.201 O.回90. 425 。.000。，回98000 -2.118 一2.091- 2. 093 -2.084 -2.101 -2. I回。 .011-0.609 0.000 0.01l 10000 -4.984 - 4.983 - 4. 973 - 4.973 -4.999 -4.996 0.011 -3.191 。咽。000. 011 9 JJF 1293-2011 提8.24134型佬，寓的8跑滥画唰应组与声巨响应级的.值的标准偏频事6,/dB 标准. .标准战标覆H, 偏爱dB 偏差偏差l z 3 4 5 6 dB dB dB 20 。.137 。.188 0.064 口.017。 .075口.058。.0520.029 0.000 口.05225 0.203 0. 186 O.口7s口.092。.073口 .073口.0600. 029 口.000口 .06031. 5 O. 129 O. 146 。.0890.086 0.084 0.081 口.0270.027 0. 000 0.027 40 0.162 O. 162 0. 055 0.052 0. 067 0. 050 0.055 0. 025 0. 000 。.05550 0.078 0.078 0. 038 。.035。.0500. 050 0.019 。.0220. 000 0.019 63 0.119 0.119 0. 046 。.025O . 041 O . 041 0.042 0. 019 0.000 0.042 80 。.029 0.016 0. 024 0.003 。.0360. 036 口 .0150.016 。咽。口 .015100 0.071 0.088 。咱0320.080 O. 017 0. 027 0.031 0.019 0. 000 。.031125 日.031 0.031 0.026 0.022 口.019 0.021 口，口.50. 009 。00。.005160 口.0840.083 0.010 -0.010 O . 012 0.010 口 .0410. 006 0.000 口 .041200 O. 031 O . 031 - 0. 002 -0. 002 -0.005 -0.007 口.0180. 003 0. 000 0.018 250 0. 000 0. 000 0. 000 。.000O . 0 0. 000 0.000 0.000 0.000 。.000315 0.003 0.003 0. 005 0. 005 口，50.006 口.0010.002 0.000 口 .001. 00 0.003 0. 003 0.006 。咽。086 0. 004 口 .002。 .0050. 000 0.002 500 - 0.014 -0.007 -0. 012 -0. 014 -0.9 -0.010 0.003 -0.006 0. 000 0.003 630 。.00. 口.0130.016 -0. 014 -0.013 -0.011 。，7-0.007 0. 000 。.007800 -0.011 一口.OllO. 016 0. 018 。.0130.014 口 .003口，4。咽口。0.0日3100。.002。 .0150. 008 O.口070.009 0.009 口.0090.003 0.000 0.009 1 250 -0.007 0.010 -0.007 -O.Oll -口.002一0.0020.007 0.005 0. 000 。.0071 60。0. 020 。.020口.005。.0口30.008 0.010 口.007。.014。.0000.007 2 000 0. 021 0. 041 0.027 0. 027 0. 029 0.032 。 .0060.032 。.000口 .0062 500 O. 118 O. 136 。.061O. 061 0. 065 口.0660.033 O. 061 0.000 。.0333 150 0.183 口.185 O. 118 O. 120 。 .1220.123 0.033 O. 111 0. 000 。.0334 000 0.301 口.300O. 212 0.212 。.217O. 219 0. 044 O. 187 0. 000 0.044 500。0.401 口.417口.3470. 346 。352口.3 520. 031 0. 307 。00。0.031 6300 0.650 0.656 0. 578 0. 576 0. 589 O. 591 0.036 0.491 0.000 。.036 800。0.982 0.968 0.924 0. 922 0.931 。 .9310.026 0. 761 。.0000.026 10000 1. 267 1. 321 1. 260 1. 254 1. 217 1. 273 0. 024 1. 126 。.000口.024 12 500 1. 289 1. 302 1. 316 1. 322 1.3U 1. 315 0.012 1. 505 口.000。.012 1600。0. 995 1. 075 1. 017 1. 087 1. 087 0.956 0.056 l. 466 。.0000.056 20 000 -0.699 - 0. 610 -0. 633 -0.630 -0. 633 -0.臼70.030 2. 466 。00。0.030 25000 -3. H8 - 3. 797 - 3. 817 -3.835 -3.808 -3.813 0.035 3.466 0.000 。.03510 JJF 1l9J-2011 a 4 B类不确定匪的评定静电激励器响应级与声压响应级量值的Bl是不确定匪包指以下分量(l)吏流信号源的幅颜特性引人的不确定庄分量交配倍号源包括正强信号源和主流信号放大稽.通过量字电压表测量其相对参考频率250H:I;时的倾赖特性并进朽修正，修正值的不确定匪主要取决于信号源和放大德在测量期间的瞌足位以且盘字电压袤的调量不确E度，前者也定性优于土0.010dB.后者不确lJlIlt于O.1月(0.009d凹，以均匀分布计算，主流信号源领颜待性的不确定匪分量均为:u, =./0.百百在百百T/ .fi = 0. 008(dB) (2)信号分析系班的频率响应引人的不确定应分量信每分析系就包括前置放大器、捆量放大器、1/3倍频程撞撞罪和盘字也压表，革者等效测量阻雷.时前置放大悟各个频率点的插入损失通过实际测量进行修正，1/3倍颜程施放稽的不确定匮忧子0.1%(0.009dB)，测量放大器输入骗不确定匪位于0.01 % (0. 001 d田，输出部分不确定度优于0.1%(0.009 d曲，世字咆压表在测量翩率范圈内1V量程的不确定E位于0.1%(0.009 d町，fj吉号分析系挠的合且不确定庄分量均为UJ =;0. 00