JJF 1842-2020固定式声场测听设备校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 8 4 22 0 2 0固定式声场测听设备校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rF i x e dA u d i o m e t r i cE q u i p m e n t i nS o u n dF i e l d 2 0 2 0-0 7-0 2发布2 0 2 1-0 1-0 2实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局固定式声场测听设备校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rF i x e dA u d i o m e t r i cE q u i p m e n t i nS o u n dF i e l dJ J F1 8 4 22 0 2 0 归 口 单 位:全国声学计量技术委员会 主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院中国人民解放军总医院耳鼻咽喉研究所 参加起草单位:陕西师范大学浙江省计量科学研究院福建省计量科学研究院深圳市计量质量检测研究院 本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:邓 峥(上海市计量测试技术研究院)钟 波(中国计量科学研究院)冀 飞(中国人民解放军总医院耳鼻咽喉研究所)参加起草人:吴胜举(陕西师范大学)姚 磊(浙江省计量科学研究院)李 群(福建省计量科学研究院)张国庆(深圳市计量质量检测研究院)J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 啭声(1)3.2 参考点(1)3.3 固定式声场测听设备(1)4 概述(2)5 计量特性(2)5.1 声场测听信号声压级误差(2)5.2 谐波失真(2)5.3 声场测听信号级线性误差(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 校准方法(3)8 校准结果表达(5)8.1 校准数据处理(5)8.2 校准证书(5)8.3 校准结果不确定度的评定(5)9 复校时间间隔(5)附录A 自由场与扩散场测听的基准听阈声压级(6)附录B 校准证书的内容及推荐格式(7)附录C 不确定度评定示例(1 1)J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范在制定中参考了国家标准G B/T4 8 5 4.72 0 0 8 声学 校准测听设备的基准零级 第7部分:自由场与扩散场测听的基准听阈、G B/T1 6 2 9 6.22 0 1 6 声学 测听方法 第2部分:用纯音及窄带测试信号的声场测听和国家计量检定规程J J G3 8 82 0 1 2 测听设备 纯音听力计。本规范为首次发布。J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局固定式声场测听设备校准规范1 范围本规范适用于固定式声场测听设备(以下简称测听设备)的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G1 7 6 声校准器J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义J J F1 0 3 4 声学计量术语及定义J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示G B/T3 1 0 2.7 声学的量和单位G B/T3 9 4 71 9 9 6 声学名词术语G B/T4 8 5 4.72 0 0 8 声学 校准测听设备的基准零级 第7部分:自由场与扩散场测听的基准听阈G B/T7 3 4 1.12 0 1 0 电声学 测听设备 第1部分:纯音听力计G B/T1 6 2 9 6.22 0 1 6 声学 测听方法 第2部分:用纯音及窄带测试信号的声场测听凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位本规范采用G B/T3 1 0 2.7中规定的量和单位。J J G1 7 6、J J F1 0 0 1、J J F1 0 3 4、J J F1 0 5 9.1、G B/T3 9 4 71 9 9 6、G B/T4 8 5 4.72 0 0 8、G B/T7 3 4 1.12 0 1 0和G B/T1 6 2 9 6.22 0 1 6界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1 啭声 w a r b l e t o n e频率作正弦式调制的纯音。注:改写G B/T3 9 4 71 9 9 6,定义1 2.1 0。3.2 参考点 r e f e r e n c ep o i n t声场测听时受试者头部中心位置(两耳外耳道口中心连线的中点),位于测听设备的发声扬声器参考轴上。注:改写G B/T1 6 2 9 6.22 0 1 6,定义3.3。3.3 固定式声场测听设备 f i x e da u d i o m e t r i ce q u i p m e n t i ns o u n df i e l d在测听室内对受试者进行声场测听的听力设备,由固定摆放在测听室内的一个或多个扬声器以及摆放在测听室外的信号源、功率放大器、信号级控制器等组成。1J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局4 概述测听设备用于在各类声场中进行听力测试。它的特点在于既可对各类人群进行基本的听力测量,也可对佩戴助听器或人工耳蜗的听力受损者及残障人士进行声场测听。测听设备通过驱动扬声器在测听室内发出标准的测听声音,根据受试者的反馈对受试者进行听力测试。测听设备一般由信号源、功率放大器、信号级控制器和一个或多个固定放置在测听室内的扬声器等部分组成。5 计量特性5.1 声场测听信号声压级误差测听设备声场测听信号声压级在规定的频率范围内最大允许误差一般不超过5.0d B。5.2 谐波失真测听设备在1 2 5H z的谐波失真一般不大于5.0%,1 2 5H z以上频率点的谐波失真一般不大于3.0%。5.3 声场测听信号级线性误差测听设备声场测听信号级线性的最大允许误差一般不超过步进值的 3/1 0或 2.0d B,两者取其较小者。注:以上技术要求不是用于合格性判定,仅供参考使用。6 校准条件6.1 环境条件温度:(1 53 5);相对湿度:3 0%9 0%;静压:(8 61 0 6)k P a。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 工作标准传声器工作标准传声器灵敏度级不应小于-4 0d B(参考灵敏度:1V/P a),灵敏度级频率响应的最大允许误差见表1。在自由场和准自由场类型的测听室中应使用WS 2 F型工作标准传声器,在扩散场类型的测听室中应使用WS 2 D型工作标准传声器。表1 工作标准传声器灵敏度级频率响应的最大允许误差频率/H z最大允许误差/d B2 040 0 00.5 050 0 00.7 563 0 01.080 0 01.2 51 00 0 01.5 02J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局表1(续)频率/H z最大允许误差/d B1 25 0 01.7 51 60 0 02.06.2.2 声分析仪在工作频率范围内其电信号的频率响应应优于0.2d B,应具有1/3倍频程分析模块。声分析仪的级线性应优于0.6d B,谐波失真应优于0.5%。6.2.3 声校准器声校准器满足J J G1 7 6中2级技术要求。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目固定式声场测听设备的校准项目见表2。表2 固定式声场测听设备校准项目一览表序号项目名称技术章条号校准方法章条号1声场测听信号声压级误差5.17.2.12谐波失真5.27.2.23声场测听信号级线性误差5.37.2.37.2 校准方法7.2.1 声场测听信号声压级误差7.2.1.1 进行声场测听信号声压级误差校准的测量装置示意图见图1,将工作标准传声器放置在测听室参考点处,工作标准传声器与扬声器参考轴的夹角和受试者进行声场测听时的声音入射角度一致(即0、4 5 或9 0 入射)。声场测听信号与声场类型的组合以及对应的声场测听类型见表3。应对测听设备的每个声场测听输出通道分别进行校准。注:1 在开始校准之前应使用声校准器检查工作标准传声器、传声器前置放大器和声分析仪的灵敏度,必要时调整声分析仪的灵敏度。2 由用户提供声场类型的依据。图1 测听设备校准的测量装置示意图3J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局表3 声场测听信号与声场类型的组合类型序号声场类型可选声场测听信号声场测听类型1自由场纯音自由场啭声自由场2准自由场啭声自由场3扩散场窄带噪声扩散场7.2.1.2 自由场测听条件下的校准方法:a)声分析仪设置为1/3倍频程分析,频率范围为1 2 5H z 1 0k H z,频率计权为Z计权,平均时间不小于1 0s。b)设置测听设备的输出听力级。c)选择“纯音”或“啭声”并逐挡改变测听设备频率,记录声分析仪显示的1/3倍频带声压级Lf。d)按公式(1)计算各频率声场测听信号声压级误差。自由场测听的基准听阈声压级Lf r t s p l见表A.1,若入射方向不为0,应将表A.1给出的基准听阈声压级加上修正值,不同角度的修正值见表A.2。f=Lf-b-Lf r t s p l(1)式中:f 自由场测听条件下测听设备声场测听信号声压级误差,d B;Lf 用声分析仪测得的测听设备声场测听信号声压级,d B;b 校准时测听设备设置的听力级,d B;Lf r t s p l 自由场测听的基准听阈声压级,d B。7.2.1.3 扩散场测听条件下的校准方法:a)声分析仪设置为1/3倍频程分析,频率范围为2 0H z 2 0k H z,频率计权为Z计权,平均时间不小于1 0s。b)设置测听设备的输出听力级。c)选择“窄带噪声”并逐挡改变测听设备频率,记录声分析仪显示的总声压级Ld。e)按公式(2)计算各频率声场测听信号声压级误差。扩散场测听的基准听阈声压级Ld r t s p l见表A.1。d=Ld-b-Ld r t s p l(2)式中:d 扩散场测听条件下测听设备声场测听信号声压级误差,d B;Ld 扩散场测听条件下测听设备声场测听信号声压级,d B;b 校准时测听设备设置的听力级,d B;Ld r t s p l 扩散场测听的基准听阈声压级,d B。7.2.2 谐波失真进行谐波失真校准的测量装置示意图见图1,当声场测听信号为啭声或者纯音时,4J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局将测听设备的输出听力级设置为5 0d B,逐次改变测听设备输出频率,在声分析仪上测出各次谐波电压值,用公式(3)计算各频率的谐波失真d,逐挡增加测听设备的输出听力级,记录使得d满足5.2技术要求的最大听力级挡位。d=u22+u23+u24u2(3)式中:u2,u3,u4 分别是二次、三次、四次谐波电压值,mV;u 总信号(含基波)电压值,mV。7.2.3 声场测听信号级线性误差7.2.3.1 进行声场测听信号级线性误差校准的测量装置示意图见图1,声场类型和声场测听信号的选择见表3。7.2.3.2 声场测听信号级线性误差的校准方法如下:声分析仪设置同7.2.2,首先测听设备设置为不发声,记录在声分析仪上显示的环境噪声。将测听设备设置为持续发声,听力级设置为7.2.2测得的最大听力级挡位,依据标称步进值向下逐挡降低测听设备听力级输出,记录在每一输出挡位上声分析仪显示的三分之一倍频带声压级,然后计算相邻挡位的衰减值,最后计算标称步进值与衰减值之差。声分析仪输出声压级的信噪比小于1 0d B的挡位不予校准,并在校准报告中予以记录。应至少校准1k H z的声场测听信号级线性误差。8 校准结果表达8.1 校准数据处理所有的数据应先计算,后修约,出具的校准数据应修约至小数点后1位。8.2 校准证书经校准的测听设备应出具校准证书,校准证书应包括的信息及推荐的校准证书内页格式见附录B。8.3 校准结果不确定度的评定对测听设备校准结果不确定度按J J F1 0 5 9.12 0 1 2的要求评定,不确定度评定的示例见附录C。9 复校时间间隔测听设备的复校时间间隔建议不超过1年。然而,复校时间间隔的长短取决于其使用情况,如环境条件、使用频率、扬声器位置及参考点位置变动等,因此,使用单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。5J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局附录A自由场与扩散场测听的基准听阈声压级A.1 自由场(正向入射)与扩散场测听的基准听阈声压级由G B/T4 8 5 4.72 0 0 8规定,具体数值见表A.1。表A.1 自由场(正向入射)与扩散场测听的基准听阈声压级频率/H z基准听阈声压级(基准声压:2 0P a)/d B自由场(正向入射)测听扩散场测听1 2 52 2.12 2.12 5 01 1.41 1.45 0 04.43.87 5 02.41.210 0 02.40.815 0 02.41.020 0 0-1.3-1.530 0 0-5.8-4.040 0 0-5.4-3.860 0 04.31.480 0 01 2.66.8A.2 声场(4 5 及9 0 入 射)测 听 的 基 准 听 阈 声 压 级 相 对 于 正 向 入 射 的 修 正 值 由G B/T1 6 2 9 6.2规定,见表A.2(修约到0.5d B)。表A.2 声场(4 5 及9 0 入射)测听的基准听阈声压级相对于正向入射的修正值频率/H z声场测听的基准听阈声压级相对于正向入射的修正值(基准声压:2 0P a)/d B4 5 入射9 0 入射1 2 50.51.02 5 01.02.05 0 03.04.510 0 04.05.520 0 03.02.030 0 05.02.540 0 04.0-0.560 0 07.59.580 0 05.58.56J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局附录B校准证书的内容及推荐格式B.1 校准证书应至少包括以下信息:a)标题,如“校准证书”;b)证书的编号、页码及总页数;c)校准实验室的名称和地址;d)进行校准的日期;e)进行校准的地点;f)送校单位的名称和地址;g)被校固定式声场测听设备的描述和明确标识;h)校准所依据的技术规范的名称及代号;i)校准所用计量标准的名称、技术参数及有效性说明;j)校准时的环境条件;k)校准结果;l)校准结果的测量不确定度的说明;m)复校时间间隔的建议;n)校准人签名、核验人签名、批准人签名;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经校准实验室书面批准,不得部分复制校准证书的声明。B.2 推荐的校准证书内页格式见图B.1。7J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局证书编号校准机构授权说明校准的技术依据J J F1 8 4 22 0 2 0 固定式声场测听设备校准规范校准环境条件及地点温度 相对湿度%静压 k P a地点校准使用的计量(基)标准装置名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至校准使用的标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至第页 共页图B.1 固定式声场测听设备校准证书的内页格式8J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局证书编号 校准结果 1 概述测听室声场类型:自由场 准自由场 扩散场声场测听信号类型:纯音 啭声 窄带噪声测听室内扬声器和工作标准传声器摆放示意图:2 声场测听信号声压级误差通道:入射方向:正向入射 4 5 入射 9 0 入射频率/H z声场测听信号声压级/d B基准听阈声压级/d B听力级挡位/d B声场测听信号声压级误差/d B1 2 52 5 05 0 07 5 010 0 015 0 020 0 030 0 040 0 060 0 080 0 0声场测听信号声压级校准值的不确定度:3 谐波失真通道 :入射方向:正向入射 4 5 入射 9 0 入射频率/H z听力级挡位/d B最大听力级挡位/d B谐波失真/%谐波失真校准值的不确定度:第页 共页图B.1 固定式声场测听设备校准证书的内页格式(续)9J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局证书编号4 声场测听信号级线性误差通道 :入射方向:正向入射 4 5 入射 9 0 入射频率/H z环境噪声/d B听力级挡位/d B测得的衰减值/d B误差/d B 及以下挡位不满足信噪比要求。声场测听信号级线性误差校准值的不确定度:第页 共页图B.1 固定式声场测听设备校准证书的内页格式(续)01J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局附录C不确定度评定示例C.1 概述测听设备的计量特性包括声场测听信号声压级误差、谐波失真和声场测听信号级线性误差,本附录给出了其中最重要的声场测听信号声压级误差的不确定度评定示例,示例中测听室声场类型为准自由场,声场测听信号为啭声。C.2 测量模型按公式(C.1)计算声场测听信号声压级误差:f=Lf-b-Lf r t s p l(C.1)式中:f 自由场测听条件下测听设备声场测听信号声压级误差,d B;Lf 自由场测听条件下测听设备声场测听信号声压级,d B;b 校准时测听设备设置的听力级,d B;Lf r t s p l 自由场测听的基准听阈声压级,d B。C.3 合成标准不确定度计算公式f的不确定度来源主要有声分析仪的频率响应、工作标准传声器灵敏度级频率响应、声校准器声压级误差、测听室自由场偏差和测量位置误差,所有不确定度分量互不相关,合成标准不确定度计算公式如下:u2c(f)=u2(Lf)+u2()+u2()+u2()+u2()+u2()(C.2)式中:声分析仪的频率响应,d B;工作标准传声器灵敏度级频率响应,d B;声校准器声压级误差,d B;测听室自由场偏差,d B;测量位置误差,d B。其中Lf、和互不相关。C.4 各不确定度分量评定C.4.1 测量重复性引入的不确定度分量(uLf)在相同的测量条件下对声场测听信号声压级误差重复测量6次,得到的实验标准偏差作为重复性所引入的标准不确定度分量uLf见表C.1。11J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局表C.1 重复性测量结果频率/H z声场测听信号声压级/d B第1次第2次第3次第4次第5次第6次平均值/d B实验标准偏差/d B1 2 52.21.51.71.42.11.31.7 00.3 7 42 5 00.30.10.20.10.4-0.50.1 00.3 1 65 0 00.70.70.80.90.71.30.8 50.2 3 57 5 00.60.60.70.90.60.80.7 00.1 2 610 0 00.60.20.30.00.6-0.40.2 20.3 8 215 0 01.11.31.52.11.02.31.5 50.5 3 620 0 02.01.21.40.82.20.61.3 70.6 3 830 0 02.42.12.02.02.41.32.0 30.4 0 340 0 01.01.01.00.91.20.40.9 20.2 7 160 0 00.60.10.30.10.50.40.3 30.2 0 780 0 00.2-0.20.00.00.2-0.3-0.0 20.2 0 4C.4.2 声分析仪频率响应引入的不确定度(u)声分析仪频率响应优于0.2d B,其引入的标准不确定度按均匀分布估计,则声分析仪频率响应引入的不确定度分量u为0.1 1 6d B。C.4.3 工作标准传声器灵敏度级频率响应引入的不确定度(u)工作标准传声器灵敏度级频率响应最大允许误差见表C.2,其引入的标准不确定度按均匀分布估计,工作标准传声器灵敏度级频率响应引入的标准不确定度分量u见表C.2。表C.2 工作标准传声器灵敏度级频率响应引入的标准不确定度分量频率/H z1 2 52 5 05 0 07 5 010 0 0 15 0 0 20 0 0 30 0 0 40 0 0 60 0 080 0 0频率响应最大允许误差/d B0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.2 5不确定度分量u/d B0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.2 8 9 0.5 7 8 0.7 2 2C.4.4 声校准器声压级误差引入的不确定度(u)所使用的1级声校准器标称频率为10 0 0H z,标称声压级为9 4d B,其声压级的允差限为0.2 5d B,引入的标准不确定度按均匀分布估计,则声校准器声压级误差引入的不确定度分量u为0.1 4 4d B。C.4.5 测听室自由场偏差引入的不确定度(u)准自由场的测听室,在参考点产生的声压级与声压距离反比定律理论值的偏差不超21J J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局过1.0d B,其引入的标准不确定度按均匀分布估计,则准自由场偏差引入的不确定度分量u为0.5 7 7d B。C.4.6 测量位置误差引入的不确定度(u)测量位置的最大误差为0.5mm,其引入的最大误差估计为0.0 5d B,其引入的标准不确定度按均匀分布估计,则测量位置误差引入的不确定度分量u为0.0 2 9d B。C.5 合成标准不确定度根据表C.3中的标准不确定度分量,并且各分量互不相关,其合成标准不确定度为:uc(f)=u2Lf+u2+u2+u2+u2+u2表C.3 测量不确定度来源汇总表序号不确定度来源符号标准不确定度分量/d B1重复性uLf(见表C.1)2声分析仪频率响应u0.1 1 63工作标准传声器灵敏度级频率响应u(见表C.2)4声校准器声压级误差u0.1 4 45测听室自由场偏差u0.5 7 76测量位置误差u0.0 2 9C.6 扩展不确定度取包含因子k=2,则声场测听信号声压级误差校准值的扩展不确定度为:U(f)=k uc(f)各频率的合成标准不确定度和扩展不确定度见表C.4。表C.4 合成标准不确定度和扩展不确定度频率/H z1 2 52 5 05 0 07 5 010 0 0 15 0 0 20 0 0 30 0 0 40 0 0 60 0 0 80 0 0合成标准不确定度uc/d B0.7 6 9 0.7 4 3 0.7 1 2 0.6 8 4 0.7 7 3 0.8 6 0 0.9 2 7 0.7 8 4 0.7 2 5 0.8 6 4 0.9 6 5扩展不确定度U/d B1.5 3 8 1.4 8 6 1.4 2 4 1.3 6 8 1.5 4 6 1.7 2 0 1.8 5 4 1.5 6 8 1.4 5 0 1.7 2 8 1.9 3 0 取表C.4中最大值可得声场测听信号声压级误差校准值的扩展不确定度:U(f)=2.0d BJ J F1 8 4 22 0 2 0市场监管总局市场监管总局