GBT175611998声强测量仪用声压传声器对测量

中华人民共和国国家标准声强测量仪用声压传声器对测量发布实施国家质量技术监督局发布前言本标准是根据国际标准电声学声强测量仪用声压传声器对测量第一版制定的技术内容与国际标准等同编写规则遵循标准化工作导则第单元标准的起草与表述规则第部分标准编写的基本规定以适应国际贸易技术和经济交流的需要本标准的附录是标准的附录本标准的附录附录附录附录都是提示的附录本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由全国电声学与视听设备标准化技术委员会归口本标准起草单位电子工业部第三研究所本标准主要起草人潘月吾李洹栾立竹付晓玲前言国际电工委员会是一个由各国家电工委员会国家委员会组成的世界性标准化组织的目标是促进有关电工和电子领域标准化问题的国际合作为此目的除了其他活动以外出版了国际标准标准的编制工作委托给技术委员会对涉及项目感兴趣的任何国家委员会均可参与编制工作与有联系的国际的政府的及非政府的组织也可以参与编制工作与按照两组织之间协商确定的条件密切合作由代表所有国家委员会利益的技术委员会编制的关于技术问题的正式决议和协议尽可能地表达了所涉及问题的各国间一致性的意见这些正式决议和协议以建议书形式提供国际使用以标准技术报告或指南的形式出版从这个意义讲为国家委员会所接受为了促进国际统一化国家委员会应在最大可能限度将国际标准运用到各自的国家或地区标准中标准和对应的国家或地区标准之间任何差异应在对应的国家或地区标准中说明不提供任何标记方法以表示其批准也不对任何符合某一标准的仪器负责国际标准已由电声学技术委员会编制本标准完善了技术委员会下属第一分委员会声学噪声编制或正在编制的国际标准系列本标准的文本基于下列文件月法投票报告有关批准本标准的投票的所有资料可在以上表中所列的报告中找到附录是本标准的一个组成部分附录附录附录和附录仅是参考件引言本标准规定了对声强测量仪器的要求此仪器包括声强探头和处理机用在空间上分离的声压传声器对探测声强此仪器和其他应用不同探测方法的仪器是尚待开发的项目声强仪器主要用途有两方面第一是调查声源的辐射特性第二是测定声源的声功率尤其是在声学条件无法使用声压测量的场合使得声功率的测定只能用声强测试本标准适用于符合要求的声功率测定所需仪器并确保应用于其他目的时规定明确的性能对于动态能力指数规格及容差是以现行仪器技术和典型工业要求为依据的对探头和处理机的性能检验的要求是以定型测试的形式给出周期检定的方案以许多国家所要求的周期再校准为基础在附录标准的附录中给出探头和处理机可分开或一起加以处理后者称为仪器中华人民共和国国家标准声强测量仪用声压传声器对测量国家质量技术监督局批准实施范围本标准的主要目的是为了确保中用于声功率测定的声强测量的准确性为满足的要求仪器应以倍频程带或倍频程带分析声强并有计权频带级供选用它们除可测量声强级外还可测量声压级用作中描述的现场指示器使用本标准仅适用于在空间上分离的声压传声器对测量声强的仪器本标准规定了声强测量仪及其相关的校准器的性能要求这些要求旨在将使用不同仪器包括不同厂家的探头和处理机所组成声强仪进行等效测量使产生的差异减到最小引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性倍频程和分数倍频程滤波器声级计的电声性能及测试方法声校准器声学声强法测定噪声源声功率级第一部分离散点上的测量定义本标准采用下列定义声强探头换能器系统它的输出信号能被处理以获得特定方向的声强成分探头也称双传声器探头由两个相距一已知固定距离的传声器组成的探头两传声器测量声压其平均值被认为是探头参考点的声压而声压微分可用来推导声质点速度分量注并排探头的两只传声器如图所示面对面探头由两只互相对着并由定距柱分开的传声器构成如图所示图并排探头图面对面探头探头的参考点需要测试声强的点注探头的参考点并不一定是物理中点但应是两传声器有效声中心之间的中点探头轴通过参考点并沿着探测的质点速度分量的轴参考方向平面行波平行于探头轴入射到探头上平面行波的入射方向即是参考方向在此方向上定义探头的声强响应探头通道间相位差在输入相同时探头各通道间相位响应的差包括传声器前置放大器和电缆如果它们是探头的组成部分它是频率的函数探头中传声器标称间距在一个仪器中用来直接计算声强的固定的间距值在特定频率范围内它是两个传声器有效间距的平均值声强处理机与指定探头连用以测定声强的装置处理机以声强和声压或声强级和声压级的形式在倍频程带或倍频程带显示结果声强仪包括一个声强探头和一个相应的声强处理机剩余声强当处理机两通道输入相同的电信号时或当与处理机相连探头的换能器输入相同的声压时由于测量通道间的相位差产生的无功声强声压剩余声强指数当处理机的两通道输入相同的粉红噪声电信号时或当与处理机相连探头的换能器输入相同的粉红噪声声信号时在倍频程带或倍频程带内指示的声压级与指示的剩余声强级的差值按空气密度为计算此指数仅用于需要独立地指示出声压级的场合动态能力指数在仪器中声压剩余声强指数与因子的差值在中因子被称为偏差因子它表明了声压级与声强级的最大差值在此差值范围内符合进行的测量可以划分为不同的测量准确度等级工作范围处理机或仪器指示出的粉红噪声信号的最高和最低声压级的范围以分贝为单位在此范围内声压剩余声强指数应符合本标准的要求静电激励器用来测量电容传声器频响的装置它是一个与传声器膜片相距很近并且平行于膜片的金属网格叠加在静电高压上的交变测试电压垂直施加在激励器与膜片之间合成的静电力模拟声压加在传声器上的效果实时工作处理机的一种工作方式在整个平均时间内出现在输入端的所有有关的数据同时用于计算声压和声强注取决于处理机的特性即使在实时工作中一些有关的数据实际上也被丢掉或未全部计入如附录提示的附录所述相位差补偿某些处理机提供的一种功能这种功能运用相位差修正的方法给出在校准过程中出现的声压剩余声强指数增量的补偿注运用此功能不会减少由电噪声引起的剩余声强成分自动量程某些处理机提供可自动选取最佳的准确度线性和声压剩余声强指数的量程注自动量程功能的运用见附录提示的附录声压校准器适合于传声器声强仪中声压测量或分析通道的声压校准的校准器剩余声强测试装置使用相同的声压同时施加于探头的传声器在某频带内和在一个或多个声压级上直接计算声压剩余声强指数的装置声强校准器允许直接校准仪器声强指示的校准器定型测试国家法定计量机关对同一型号的一个或多个测量仪器或换能器所进行的测试这种测试包括了型式批准所必需的测试检定国家法定计量机关或其他合法授权的机关为了确定和认证测量仪器完全符合检定规程要求所进行的全部工作初始检定对从未被检验过的测量仪器进行的检定周期检定对测量仪器以一定周期间隔和条文规定的方法进行的检定准确度等级仪器处理机和探头按达到的测量准确度分等级准确度等级有两种级和级对两种等级的要求相同差别仅在于允许的容差和声压剩余声强指数不同对级的要求比级严格还有一个等级称为级在本标准要求的频率范围内这一级的处理机和仪器不能进行实时工作基准环境条件基准环境条件是温度静态气压相对湿度注平面波的声压级与声强级的差值由式给出式中空气密度声速在基准环境条件下此关系式为声强处理机要求频率范围级处理机至少以倍频程带覆盖频率范围级处理机至少以倍频程带覆盖频率范围或以倍频程带覆盖频率范围滤波应按照表的要求滤波滤波器可以是模拟的或数字的或可由更窄频带分析合成频带并应符合的要求级级处理机应能实时工作对快速傅里叶变换分析仪重叠信号的处理是必需的见附录提示的附录不能实时工作的级处理机也应符合表中规定的要求表声强处理机的规范和性能要求滤波类型级级级倍频程级或倍频程级或倍频程级实时信号处理必备如果频带是由分析合成的则要求采用重叠处理须有时间窗数据采集及处理时间的全部信息指示器准确度传声器间距装置的准确度时间平均连续或间隔或更短断续连续或断续在环境条件中的声强计算装置必备任意任意计权处理机可提供计权的倍频程或倍频程带宽的结果计权特性应符合的要求其容差为中表给出的型声级计容差限的倍指示器准确度应以表给出的准确度指示声强或声强级传声器间距装置处理机中应有按探头所用的标称传声器间距值直接计算结果的装置此装置应有能以足够的准确度设置标称间距以达到表给出的准确度结果表示处理机应指示或提供与声强和声压成比例或与声强级和声压级成比例的输出处理机应提供的分辨率应提供区分正负强度的方法推荐使用指示声压剩余声强指数的装置同时也推荐有频谱显示和硬拷贝的装置时间平均处理机应提供声强的时间平均值积分时间应可按表给出的范围和分辨率改变峰值因数处理处理机对峰值因数不大于的被测量信号应能正确指示声压剩余声强指数在工作范围内处理机应有与表所示值相等或更高的声压剩余声强指数表对于标称传声器间距值的探头处理机和仪器声压剩余声强指数最低要求频带中心频率探头处理机仪器级级级级级级注对于传声器标称间距值非的探头声压剩余声强指数的要求是将表中的数据加上单位为分贝式中是以毫米为单位的传声器间距值对于仅有倍频程分析的处理机要求用倍频程带的中心频率相位补偿装置处理机可提供相位补偿装置如果已提供应在仪器使用手册中给出其用法和限制的全部资料量程调节装置量程调节可以是手动或自动它应能够独立地锁定除复位功能之外的任意其他控制功能所自动选择的量程过载指示装置处理机应装备锁定过载指示器当处理机的输入信号太大以至不能在本标准要求的范围内工作时应产生指示大气压和温度修正装置级处理机应具有环境大气压力值和温度值输入装置或从这些值算出修正因子以计算声强工作环境环境温度范围在时处理机应满足表的要求声强探头要求机械结构声强探头采用同样传声器和固定间距的结构至少在三个连续的倍频程带上符合本标准要求当频率范围采用由不同的探头结构每个只覆盖整个频率范围的一部分时推荐采用倍频程的频带重叠探头结构在两传声器间具有已知固定的间距时应保持机械稳定性探头应由相同型号的传声器对构成相同型号的传声器包括相同的物理尺寸相同的极化要求相同的设计相同的温度湿度和老化特性以及高的相位稳定性探头应做标记以区分两通道从而正确说明处理机指示的声强方向换能器可被取下的探头探头所用的换能器应有识别标记例如序号以便容易找出匹配的换能器对所有探头应有运用声压校准器和剩余声强测试装置的装置声压频率响应当平面行波从参考方向入射到探头时探头的每个传声器的声压频率响应以的响应为参考符合表中给出的容差注这些要求是对于各个传声器声压频率响应的要求而不是对探头声压频率响应的要求因为后者依赖于处理机的计算方法不能对探头进行单独定义表声压和声强频率响应容差频率传声器频率响应探头声强频率响应容差级容差级容差级容差级标称间距参考参考参考参考参考表完频率传声器频率响应探头声强频率响应容差级容差级容差级容差级标称间距注传声器间距非时标称声强频率响应可用中给出的公式计算声强频率响应当平面行波从参考方向入射到探头时探头应能给符合级准确度要求的处理机提供信号相对于参考频率的声强频率响应可采用以式计算式中传声器间距频率基准条件下的声速在参考频率时的值探头只需符合本标准的要求在整个频率范围内相对的标称响应为响应应在表允许的容差范围内表还给出了传声器间距为时用上述公式计算得出的探头标称响应指向响应特性指向响应特性在和三个互相垂直的平面上规定如图图所示与平面的强度响应在从参考方向到的范围内符合余弦定律最大的正响应应在最大的负响应该方向与参考方向相反应在在角度为的响应应是时的响应加上在角度时的响应应是时的响应加上对于级要求最小的响应应发生在和处对于级要求最小的响应应发生在和处角度是入射方向与在和平面上探头轴线的夹角偏离参考方向角的范围内例如在和角度内级探头的允许容差应是级探头的允许容差应是注未给出偏离参考方向与之间角度上的响应因为验证这些要求有困难图面对面探头指向响应的座标系规定图并排探头指向响应的座标系规定在驻波场中的性能探头的构造应保证在驻波场中能够正确测量声强仅在声频范围的低端规定性能要求在此范围内由于两传声器之间较低的泄漏声压衰减和较差的相位匹配会导致测量误差在此频率范围内也可发现由于探头在不同的点上探测声压和质点速度而