JJF 1970-2022 测试声源校准规范-高清版-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 7 02 0 2 2测试声源校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rT e s t i n gS o u n dS o u r c e s 2 0 2 2-0 4-2 9发布2 0 2 2-1 0-2 9实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布测试声源校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rT e s t i n gS o u n dS o u r c e sJ J F1 9 7 02 0 2 2 归 口 单 位:全国声学计量技术委员会 主要起草单位:江苏省计量科学研究院深圳市计量质量检测研究院浙江省计量科学研究院 参加起草单位:山东省计量科学研究院江苏省计量科学研究院 本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释J J F1 9 7 02 0 2 2本规范主要起草人:吴 云(江苏省计量科学研究院)董 平(江苏省计量科学研究院)张国庆(深圳市计量质量检测研究院)姚 磊(浙江省计量科学研究院)参加起草人:孙 勇(山东省计量科学研究院)孙 正(江苏省计量科学研究院)吴玑琪(江苏省计量科学研究院)J J F1 9 7 02 0 2 2目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 最大声压级(2)5.2 总失真(2)5.3 频率响应(2)5.4 声源稳定性(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(4)8.1 校准记录(4)8.2 校准数据处理(4)8.3 校准证书(5)8.4 校准结果的测量不确定度(5)9 复校时间间隔(5)附录A 校准证书的内容和格式(6)附录B 测量不确定度评定示例(8)J J F1 9 7 02 0 2 2引 言本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则给出的规则编制,测量不确定度按照J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度的评定与表示的要求评定和表示。本规范为首次发布。J J F1 9 7 02 0 2 2测试声源校准规范1 范围本规范适用于频率范围在1 0 0H z 2 0k H z范围内的测试声源的校准,也适用于包含信号源及功率放大器功能的声源单元的校准。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 12 0 1 1 通用计量术语及定义J J F1 0 3 42 0 2 0 声学计量 术语及定义J J F1 7 3 42 0 1 8 有源耦合腔校准规范G B/T2 9 0 0.8 62 0 0 9 电工术语 声学和电声学G B/T3 1 0 2.71 9 9 3 声学的量和单位G B/T3 9 4 71 9 9 6 声学名词术语G B/T1 2 0 6 0.52 0 1 1 声系统设备 第5部分:扬声器主要性能测试方法G B/T1 5 1 7 32 0 1 0 电声学 声校准器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G B/T3 1 0 2.7中规定的量和单位适用于本规范。J J F1 0 0 12 0 1 1、J J F1 0 3 4和G B/T3 9 4 71 9 9 6界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1 测试声源 t e s t i n gs o u n ds o u r c e符合特定声学设备计量测试要求的声源装置3.2 总失真 t o t a l d i s t o r t i o n所有失真分量的方均根值与整个信号的方均根值之比的百分数。来源:G B/T1 5 1 7 32 0 1 0,3.93.3 频率响应 f r e q u e n c yr e s p o n s e在给定条件下,测试声源在不同频率时的输出声压级与在参考频率时的输出声压级的差值。4 概述测试声源是声学计量中用于提供一定辐射声压级的声源装置,一般用于自由场等特1J J F1 9 7 02 0 2 2定声学环境。测试声源主要用途有:a)测量传声器自由场灵敏度测定;b)声压测量仪器的检测。5 计量特性5.1 最大声压级在测试声源的工作频率范围内,在参考位置的声压级一般不小于8 0d B。5.2 总失真在工作频率范围内,所需的声压级上总失真不大于3.0%。5.3 频率响应测试声源在工作频率范围内的频率响应幅频特性一般不超过6d B。5.4 声源稳定性测试声源在6 0s内辐射声压级改变量一般不超过0.3d B。注:由于校准无需做出合格与否的判定,因此,第5章给出的指标仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件测试声源应在以下环境条件下进行校准:空气温度:(2 33);相对湿度:3 0%9 0%;静压:8 0k P a 1 0 6k P a。6.2 测量标准及其他设备a)声校准 器:性 能 等 级 为J J G1 7 6中 规定 的1级 或L S级,标 称频 率 应 包 括10 0 0H z或2 5 0H z。b)工作标准传声器:在使用频率范围内,符合J J G1 7 5或J J G1 0 1 9要求的工作标准传声器。c)前置放大器:频率响应在校准频率范围内不应超过0.1d B,输入端线性短路噪声不大于1 0V。d)测量放大器:在使用频率范围内,频率响应不超过0.2 0d B,总失真不大于0.3%。e)声频信号发生器:声频信号发生器的频率范围应优于1 0 0 H z2 0k H z。以1k H z为参考,1 0 0 H z2 0k H z范围内的幅频特性优 于0.1d B。总 失真 应 不 大于0.1%。注:d)、e)对应的设备可采用满足上述校准要求的其他等效仪器(如信号发生系统、信号采集分析系统、多通道声分析仪等)。f)功率放大器:在1 0 0H z 2 0k H z范围内的频率响应应优于0.2d B,总失真不大于0.5%。g)数字电压表:在使用频率范围内,测量交流电压的最大允许误差应不超过0.2%。2J J F1 9 7 02 0 2 2h)失真测量仪:在使用频率范围内,失真测量仪的最大允许误差不超过量程的1 0%。i)消声室:在使用频率及空间范围内,自由场偏差应优于1.0d B。本底噪声不大于3 0d B。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目测试声源的校准项目见表1。表1 校准项目一览表序号项目名称计量特性的条号校准方法的条号1最大声压级5.17.2.22总失真5.27.2.33频率响应5.37.2.44声源稳定性5.47.2.57.2 校准方法7.2.1 校准前检查测试声源应具有清晰的标志,包括制造商的名称、型号和序列号等。不应有影响其正常工作及可靠性的外部损伤。如测试声源为包括信号源及功率放大器功能的声源单元,则应对单元整体进行校准。7.2.2 最大声压级测试声源最大声压级测量框图如图1所示,传声器与测试声源的距离一般取1m,也可根据测试声源的实际使用情况调整,按1/3倍频程改变声频信号发生器的频率,调节声频信号发生器的幅值至测试声源的额定电压止,在1 0 0H z 2 0k H z频率范围内,各频率点的总失真不超过5.2规定限值的声压级即为最大声压级。图1 测试声源的最大声压级校准测量框图7.2.3 总失真测试声源总失真校准测量框图如图2所示。传声器与测试声源的距离一般取1m,也可根据测试声源的实际使用情况调整,调节声频信号发生器的幅值至适当位置,按1/3倍频程改变信号发生器的频率,调节测量放大器至合适挡位,并在失真测量仪上直3J J F1 9 7 02 0 2 2接读取测试声源各频率点上的总失真。图2 测试声源总失真校准测量框图7.2.4 频率响应测试声源的频率响应校准测量框图如图1所示。将测试声源置于正常测量条件下的自由场环境中,馈给测试声源恒定电压的正弦信号,使其在相对于参考轴和参考点的指定位置上产生参考声压级,按1/3倍频程改变各测试点的频率,测出每个校准频率上声源的输出声压级,得出测试声源的频率响应。如无特别声明,参考频率为10 0 0H z。7.2.5 声源稳定性声源稳定性校准装置方框图如图1所示,将测量放大器置于相应的工作量程位置上,时间计权使用F挡,频率计权置于线性挡,改变信号发生器的频率和幅值,在测试声源工作频率的上限频率、下限频率及参考频率上,使测量放大器的示值大于8 0d B,待示值稳定后,间隔1 0s读取电压表上的电压示值至少6次,并按公式(1)将电压值转化为声压级(单位为d B),也可用声分析仪直接读取声压级,其测量过程中声压级的最大值与最小值之差即为测试声源的稳定性。如无特别声明,参考频率为10 0 0H z。Lwi=2 0l gUiU0(1)式中:Lwi 声源稳定性,d B;Ui 测量到的电压值,V;U0 参考电压,1V。8 校准结果表达8.1 校准记录校准记录应尽可能详尽地记载测量数据和计算结果。8.2 校准数据处理所有的数值应先计算,后修约。出具校准数据按如下方法修约:a)以下项目的校准数据修约间隔为0.1d B。最大声压级;频率响应;4J J F1 9 7 02 0 2 2 声源稳定性。b)总失真的校准数据修约到小数点后一位。8.3 校准证书经校准的测试声源应出具校准证书。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。8.4 校准结果的测量不确定度测试声源校准的测量不确定度应按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B。9 复校时间间隔测试声源的复校时间间隔一般为1年。然而,复校时间间隔的长短取决于仪器的使用情况(使用部位的重要性、环境条件、使用频率)、使用者、仪器本身质量等诸多因素,因此,送校单位可根据实际情况自主决定复校的时间间隔。5J J F1 9 7 02 0 2 2附录A校准证书的内容和格式A.1 测试声源的校准证书至少应包括以下信息: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(如果与校准实验室的地址不同);f)客户的名称和地址;g)被校测试声源的型号、规格及出厂编号;h)本规范的名称及代号;i)本次校准所用测量标准溯源性及有效性的说明;j)校准环境的描述;k)校准结果及其测量不确定度的说明;l)校准证书签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;m)校准结果仅对被校对象有效的声明;n)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。A.2 推荐的测试声源校准证书的内页格式见图A.1。校 准 结 果共 页 第 页1.外观检查2.最大声压级频率/H z最大声压级/d B频率/H z最大声压级/d B 校准结果的不确定度:图A.1 标准证书内页格式6J J F1 9 7 02 0 2 23.总失真频率/H z声压级/d B总失真/%频率/H z声压级/d B总失真/%校准结果的不确定度:4.频率响应(参考频率f0=10 0 0H z)频率/H z频率响应/d B频率/H z频率响应/d B 校准结果的不确定度:5.声源稳定性频率/H z声源稳定性/d B 校准结果的不确定度:以下空白。图A.1(续)7J J F1 9 7 02 0 2 2附录B测量不确定度评定示例B.1 概述本附录以频率响应的测量不确定度评定为例,说明测试声源校准项目的不确定度评定过程。B.2 频率响应的不确定度评定B.2.1 测量模型频率响应是测试声源在不同频率点输出声压级与参考点声压级的差值。根据本规范设计的方法,频率响应按公式(B.1)计算:Lp=Lpi-L0(B.1)式中:Lp 频率响应,d B;Lpi 不同频率点的输出声压级,d B;L0 参考点的输出声压级,d B。B.2.2 标准不确定度评定B.2.2.1 声频信号发生器幅值稳定性引入的不确定度分量声频信号发生器幅值稳定度优于差0.0 2d B,其引入的标准不确定度按均匀分布估计,包含因子k=3,故正弦信号发生器稳定性引入的不确定度分量u1为0.0 1 2d B。B.2.2.2 多通道声分析仪示值误差引入的不确定度分量多通道声分析仪,在所用量程上的示值误差小于0.1d B,按均匀分布估计,k=3,则u2 1=0.1d B/3=0.0 5 8d B。其示值分辨力引入的读数误差小于0.1d B,半宽为0.0 5d B,按均匀分布作B类评估,k=3,则u2 2=0.0 5d B/3=0.0 2 9d B。两项合成即u2=u22 1+u22 2=0.0 6 5d B。B.2.2.3 传声器的声压灵敏度引入的不确定度分量参考传声器声压灵敏度以内的不确定度优于0.0 5d B,考虑为正态分布,取包含因子k=2,传声器的声压灵敏度引入的不确定度分量u3为0.0 2 5d B。B.2.2.4 前置放大器插入损失修正引入的标准不确定度分量前置放大器插入损失测量误差小于0.0 2d B,按均匀分布估计,k=3,则u4=0.0 2d B/3=0.0 1 2d B。B.2.2.5 数值修约引入的标准不确定度分量报告的声压灵敏度级的修约间隔为0.1d B,矩形分布的半区间宽为0.0 5d B,其引入的标准不确定度按均匀分布估计,包含因子k=3,故数值修约引入的不确定度分量u5=0.0 3d B。B.2.2.6 测量重复性引入的不确定度分量在相同的测量条件下对测试声源的频率响应进行测量,重复测量1 0次,得到的数据见表B.1,取标准偏差的最大值,可知u6=0.2 4d B。8J J F1 9 7 02 0 2 2书 书 书?J J F1 9 7 02 0 2 2J J F1 9 7 02 0 2 2B.2.3 合成标准不确定度频率响应校准结果的测量不确定度的来源及数值汇总于表B.2中。表B.2 标准不确定度一览表序号不确定度的来源符号数值/d B1声频信号发生器稳定度u10.0 1 22多通道声分析仪示值误差u20.0 6 53传声器的声压灵敏度u30.0 2 54前置放大器插入损失修正u40.0 1 25数值修约u50.0 36重复性u60.2 4 因上述标准不确定度分量互不相关,故频率响应的合成标准不确定度为:uc=u21+u22+u23+u24+u25+u26=0.2 6d BB.2.4 扩展不确定度取包含因子k=2,其扩展不确定度为:U=k uc=20.2 6d B=0.5 2d B 报告的不确定度修约间隔为0.1d B,所以,频率响应的扩展不确定度取U=0.6d B,k=2。