JJF 1883-2020 阻抗管吸声标准试样校准规范 高清晰版

中华人民共和国国家计量技术规范0阻抗管吸声标准试样校准规范n6发布 6实施国家市场监督管理总局 发布0阻抗管吸声标准试样校准规范dn

0归 口 单 位:全国声学计量技术委员起 草 单 位:湖北计量测试技术研究中国船舶重工集团公司第七〇一研究所中国计量科学研究院本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释本规范起草人:姚秋平湖北省计量测试技术研究院)朱传焕中国船舶重工集团公司第七〇一研究所)牛 峰中国计量科学研究院)王 飞湖北省计量测试技术研究院)施秋华湖北省计量测试技术研究院)张恒萍中国船舶重工集团公司第七〇一研究所)目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2引用文件………………3术语和计量单位………………………1法向入射吸声系数…………………2基准面………………3驻波图………………4驻波比………………5传递函数……………4概述……………………5计量特性………………1吸声系数……………2稳定性………………6校准条件………………1环境条件……………2标准器及其他设备…………………7校准项目和校准方法…………………1校准项目……………2校准方法……………8校准结果表达…………1校准数据处理………………………2校准证书……………3校准结果的测量不确定度…………9复校时间间隔…………

1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)2)2)2)2)2)3)3)3)5)5)5)6)6)附录A 阻抗管标准试样校准证书的内页格式………

7)附录B 吸声系数校准结果的不确定度评定示例……

8)Ⅰ引 言本规范依据0国家计量校准规范编写规则》所给出的规则和格式编制。本规范参考了4声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分:驻波比法》和2声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗测量 第2部分:传递函数法。本规范为首次发布。Ⅱ阻抗管吸声标准试样校准规范范围本规范适用于阻抗管吸声标准试样的校准。引用文件本规范引用了下列文件:1通用计量术语及定义5声学计量名词术语及定义2测量不确定度评定与表示9驻波管校准规范驻波比法)4阻抗管校准规范传递函数法)3电学和磁学的量和单位3声学的量和单位4声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第1部分:驻波比法2声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分:递函数法其最新版本包括所有的修改单适用于本规范。其最新版本包括所有的修改单适用于本规范。件,件术语和计量单位本规范采用5和7中规定的量和单位。5和2界定的及以下术语和定义适用于本规范。 [ ]法向入射吸声系数 edt法向入射平面波进入试件表面的声功率与入射声功率的比值。注:本规范中的吸声系数均为法向入射吸声系数。基准面e用来测定声压反射因数r或表面声阻抗率或表面声导纳率的阻抗管横断面,如果试件表面是平面,则通常就取它为基准面。以阻抗管测量试件表面为基准面阻抗管探管传声器距基准面移动的距离为横坐驻波图gn,以阻抗管测量试件表面为基准面阻抗管探管传声器距基准面移动的距离为横坐标,探管传声器输出声压为纵坐标,画出距基准面的距离声压图。,定义]驻波比go无衰减的驻波图上,声压极大值的振幅x与声压极小值的振幅n之比:1[/

, s=x/nB14定义。注:基准面假设在x=0处。传递函数n

/ , / ,

[(/传声器位置1到位置2的传递函数定义为H2212。其中:

或21 或

22两个传声器位置1处和2处的复声压1与2所确定的乘积12**表示复数共轭。1传声器位置1处的复声压1所确定的乘积11**表示复数共轭。类似的222*1=21*。概述阻抗管吸声标准试样用于阻抗管的校准,也可作为阻抗管吸声测量系统使用中的核查校验。吸声标准试样应由吸声特性能保持长时间稳定的穿孔或多孔材料制成,吸声标准试样应采用基准面比较平的平板多孔结构。目前阻抗管吸声测量方法有驻波比法和传递函数法两种,因此阻抗管吸声标准试样也分驻波比法和传递函数法标准试样。计量特性吸声系数在)z频率范围内的吸声系数一般为。稳定性吸声标准试样吸声系数的年变化量一般不超过5。注:由于校准无需做出合格与否的判定,因此,上面给出的技术要求仅供参考。校准条件环境条件空气温度℃;相对湿度00气压。标准器及其他设备阻抗管未装试件的阻抗管中,

驻波图中的驻波比一般应不小于

阻抗管声衰减,第1个极小值和第2个极小值之间的级差小于。样品基准面位置最大允许误差5。双管传声器位置最大允许误差1。阻抗管声源在阻抗管工作的频率范围内,

声源声压稳定性一般应优于

在声源声压的上限,声信号总谐波失真一般应优于2。探管传声器测量系统2驻波比法测量装置、移动探管传声器、测量系统、信号发生器、声源应满足9中2的要求。双传声器测量系统传递函数法测量装置、双管传声器、传递函数测量系统、信号发生器、声源应满足4中2的要求。温度计在检定环境条件内湿度计

,最大允许误差应优于2℃。, 。在检定环境条件内气压计

最大允许误差应优于4H, 。在检定环境条件内校准项目和校准方法校准项目

最大允许误差应优于a阻抗管吸声标准试样校准项目见表。表1阻抗管吸声标准试样校准项目一览表序号项目名称技术要求的章条号校准方法的章条号1吸声系数112稳定性22校准方法校准前应检查阻抗管吸声标准试样的外观,吸声孔堵塞等现象。吸声系数驻波比法)

应无影响声学性能的机械损伤、

变形、图1驻波比法标准试样吸声系数的测量图驻波比法标准试样吸声系数的校准装置如图1所示,将试样放置好,调节驻波比法吸声测试系统的正弦发生器频率于被测频率上,打开阻抗管的声源,声压调至正常工作3范围合适大小,使所测得的极小值至少比背景噪声高;将移动探管传声器深入到阻抗管内合适的位置,测量阻抗管内声压级。测量此频率点基准面前端第1个极小值的声压振幅|和位置1,再测量位置1后的第1个极大值的声压振幅|,以及第二个极小值|。由式)和式)计算其驻波比。1| )2| )测量管中空气的温度T,由式)计算声波频率f的波长0。0=0

f )根据4中公式

3)得到:11111) )0 1由下式计算吸声系数:

0 1 2( 0α=02( 0驻波比法一次只能测量一个频率点吸声系数。改变正弦信号频率重复上述测量,得到多频率点吸声系数。画出频率吸声曲线。吸声系数传递函数法) , 。双传声器法的2个传声器位置和距离见图2 其校准原理如图3所示 将标准试样2的基准面与阻抗管基准面对齐测量管中空气的温度T将其输入传递函数法测量系统软件中,调节传递函数法吸声系数测试系统信号发生器,在感兴趣的频率范围内输出平直谱密度的平稳信号,可以是无规噪声、伪随机噪声、周期伪随机噪声、线性调频信号中的一个或几个,所有感兴趣的频率的信号幅度都应至少比背景噪声高。对样品测量时,采用交换通道的办法进行。传声器按布置方式装好,将测得的传递函数H22存储起来,而后交换两个传声器A和测量传递函数HⅡ2H2=HⅠ×HⅡ2H2φ )2 2其中传递函数H2为复数。图2传声器位置和距离传声器传声器基准面标准试样)4图3校准原理示意图测量测试面基准面到远的传声器间距,记为。测量管中空气的温度T℃声速c)]由式)计算:用式

c23 )计算得到的声速c代入式)计算波数0:c0fc测量传声器之间的距离,由式、式)计算得HHR:

)反射因数计算公式如下:

HIs )HRs )HR-Hr=H2-HHR-H法向入射吸声系数α按式)计算:α2 )传递函数法采用连续谱信号,单次测量可得到相应频段所有频率吸声特性,频率分辨率应等于或高于样品标称的频率分辨率。稳定性吸声标准试样稳定性以y表示

,计算公式如下:i式中:i

y=i10 )i本次校准吸声系数值;1上一次校准吸声系数值校准结果表达校准数据处理所有的数据应先计算

后修约。

出具校准数据时的有效位数按如下方法确定:声压级保留小数点后一位,极小值的位置单位为毫米;吸声系数的计算保留小数点后两位。校准证书5经校准的标准试样应出具校准证书。校准证书应包括的信息及推荐的校准证书的内页格式见附录A。校准证书至少应包括以下信息:标题,如校准证书;证书的编号、页码及总页数;校准实验室的名称和地址;进行校准的日期;进行校准的地点如果不在实验室内进行校准客户的名称和地址;被校阻抗管标准试样的型号、规格及出厂编号;本技术规范的名称及代号;本次校准所用测量标准溯源性及有效性的说明;校准环境的描述;校准结果及其测量不确定度的说明;校准证书签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;校准结果仅对被校对象有效的声明;未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。校准结果的测量不确定度 — ,阻抗管校准结果的测量不确定度按的示例见附录。复校时间间隔

2的要求评定

不确定度评定阻抗管标准试样的复校时间间隔建议为1年。然而,复校时间间隔的长短取决于阻抗管标准试样的使用情况环境条件、使用频率、使用人员、标准试样本身质量等诸多因素,因此,标准试样使用者可根据实际使用情况并综合考虑测量质量的要求自主决定复校时间间隔。6附录A阻抗管标准试样校准证书的内页格式频率/Hz5000000吸声系数频率/Hz5000000吸声系数推荐的阻抗管标准试样校准证书的内页格式见图。校准结果一、外观检查:推荐的阻抗管标准试样校准证书的内页格式见图。校准结果一、外观检查:二、驻波比法吸声及频率特性:共页第页三、传递函数法吸声及频率特性:---------------------------------------测量结果不确定度的描述校准的技术依据:校准所使用的标准装置名称校准的环境条件:空气温度: ℃;相对湿度: ---------------------------------------校准员:核验员:注:图1中频率特性频率点也可以根据标准试样给定的频率特性变化。7附录B吸声系数校准结果的不确定度评定示例吸声系数是标准试样的重要参数,本附录给出了驻波比法函数法吸声系数测量误差的不确定度评定示例。驻波比法吸声系数校准结果的不确定度评定示例测量模型吸声系数的校准是在多个频率下的确定度。吸声系数计算见式

下面分析在0z频率下吸声系数的测量不( 0α=02 ( 0n实际测量的是声压极大值和极小值,0=x两边同时取对数后化简,0n可近似用0代替L为第一个极大值和第一个极小值的声压级的差值。式中灵敏系数为:

α=00

)c=α)

)∂L)合成不确定度表达式如下:测量不确定度的A类评定

3c1+2 ),A类标准不确定度主要来源于测量的重复性 本示例在相同的测量条件下对某吸声样板同一频率吸声系数重复测量7次,得到的结果如表1所示。表1吸声系数的重复测量数据测量次数i1234567吸声系数2093679B972=

5 )式中:ii次测量吸声系数值;x7次测量结果的平均吸声系数值。测量不确定度的B类评定8极大声压级与极小声压级的极值测量误差,根据探管传声器的测量不确定度极限误差为,声压级的极值差引起的标准不确定度1。阻抗管声衰减引起极大声压级与极小声压级的极差误差,一般规定通过第一、第二极小声压级声压级变化可以推算阻抗管声衰减2。主要标准不确定度汇总表见表)表2驻波比法吸声系数校准结果测量不确定度分量一览表序号标准不确定度不确定度来源符号灵敏系数数值1重复性u1152声压级差11B3阻抗管声衰减21B合成标准不确定度c=1+2+2=2223l2扩展不确定度取包含因子k=2,扩展不确定度为:ll2 4传递函数法吸声系数校准结果不确定度的评定示例数学模型吸声系数测量误差数学模型为α-r2r2HR-Hrri=H2-H1HR-HHIsHRs式中:吸声系数;反射因数;反射因数的实部;反射因数的虚部;H2双传声器法传递函数H入射波的传递函数;HR反射波的传递函数;0复波数;1样品到远的传声器的距离;传声器位置1与2之间的距离。灵敏度系数:9将式)表示的反射系数表示为下述形式:r=H11=H1d

)s-H2

d-H1其中d1,即基准面至近端传声器的距离。d=r011由式d=r0111=rH1=rH1-HHH=r1]

d-12H d-12k=rd1H2d0 0

d-12又a2,所以各分量对吸声系数的灵敏系数分别为:d=a=a×rdd r d1 x=a=a×r1 1 r 10 k=a=a×r