按新規(guī)程JJG188-2002《聲級(jí)計(jì)》檢定聲級(jí)計(jì)心得（轉(zhuǎn)載）

按新規(guī)程JJG188-2002《聲級(jí)計(jì)》檢定聲級(jí)計(jì)心得   2005-10-9

作者：任 強(qiáng)

單位：南京市計(jì)量測(cè)試所

【摘要】本文主要介紹了按照新規(guī)程檢定聲級(jí)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和部分注意事項(xiàng)，并提出了一些解決辦法。 【關(guān)鍵詞】聲級(jí)計(jì)  頻率計(jì)權(quán)  猝發(fā)音 聲級(jí)計(jì)是聲學(xué)領(lǐng)域廣泛使用的測(cè)量?jī)x器，也是主要的強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具之一。我國(guó)在70年代中旬開(kāi)始制定第一個(gè)聲級(jí)計(jì)檢定規(guī)程，先后經(jīng)過(guò)三次修訂，上次修訂的時(shí)間為1990年，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，聲級(jí)計(jì)的功能、性能和操作方式都有了很大變化，同時(shí)聲級(jí)計(jì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61672系列的公布，都使得新的檢定規(guī)程出臺(tái)勢(shì)在必行，JJG188-2002《聲級(jí)計(jì)》檢定規(guī)程修訂正是結(jié)合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)修訂的動(dòng)向進(jìn)行的，因而在技術(shù)指標(biāo)、檢定方法上都有了重大變化，從JJG188-2002代替JJG188-1990和JJG699-1990以后，全國(guó)聲學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)先后組織了兩次對(duì)新規(guī)程的宣貫會(huì)，在此基礎(chǔ)上，又由全國(guó)聲學(xué)計(jì)量技術(shù)委員在2004年組織了一次空氣聲聲壓量值的全國(guó)比對(duì)工作。我所在按照JJG188-2002建立聲級(jí)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，先后參加了杭州規(guī)程宣貫會(huì)和空氣聲聲壓值的全國(guó)比對(duì)，并順利通過(guò)該次全國(guó)比對(duì)，在檢定過(guò)程和與同行交流中積累了部分經(jīng)驗(yàn)和心得，在此粗略談?wù)劊怨┐蠹覅⒖肌?/font> JJG188-2002相對(duì)與JJG188-1990有了較大的改變，新規(guī)程中提出了使用聲信號(hào)檢定頻率計(jì)權(quán)和頻率響應(yīng)的要求，這使得消聲室（箱）和低頻耦合腔成為檢定必備的條件之一，這在90規(guī)程中是沒(méi)有的，也是規(guī)程修訂中改變最大的一點(diǎn)，這樣使得檢定的結(jié)果更能夠反映聲級(jí)計(jì)實(shí)際的使用情況，更好的檢驗(yàn)聲級(jí)計(jì)的整機(jī)性能。在頻率響應(yīng)和頻率計(jì)權(quán)的檢定中，規(guī)程中要求在聲級(jí)計(jì)提供的頻率計(jì)權(quán)和頻率響應(yīng)上，至少一個(gè)計(jì)權(quán)或響應(yīng)應(yīng)用聲信號(hào)和電信號(hào)進(jìn)行檢定，其它的頻率計(jì)權(quán)和頻率響應(yīng)可使用聲信號(hào)或電信號(hào)中的一種進(jìn)行檢定。用聲信號(hào)檢定時(shí)，500Hz和500Hz以上頻率在自由聲場(chǎng)中進(jìn)行，500Hz以下在耦合腔中進(jìn)行。在實(shí)際檢定中，用聲信號(hào)檢定時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)傳聲器與聲級(jí)計(jì)替代法進(jìn)行檢定，由于儀器擺放位置對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有很大影響，要使標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和聲級(jí)計(jì)測(cè)量的是同一聲場(chǎng)，必須保證標(biāo)準(zhǔn)傳聲器與聲級(jí)計(jì)傳聲器在同一位置，特別是在自由場(chǎng)中檢定高頻聲壓的時(shí)候，由于消聲室（箱）空間較大，擺放時(shí)必須使用一些輔助措施來(lái)確定傳聲器的位置，最簡(jiǎn)單的方法就是在消聲室（箱）合適的位置用重錘吊一根細(xì)線，每次檢定的時(shí)候在放好傳聲器后，在細(xì)線上做好標(biāo)記，替代時(shí)使儀器傳聲器對(duì)準(zhǔn)這一點(diǎn)，即可保證替代時(shí)位置不會(huì)偏移，而且使用較細(xì)的線對(duì)聲場(chǎng)的散射較小，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其影響基本可以忽略，若想完全消除其影響，可以在擺放好儀器之后，將重錘線掛起即可，但這種方法只能保證標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和聲級(jí)計(jì)傳聲器在同一點(diǎn)上，傳聲器指向卻只能通過(guò)目測(cè)確定，無(wú)法保證指向的準(zhǔn)確性，因此作為補(bǔ)充可以在縱向拉一條直線，作為方向參考，考慮到要盡量減少對(duì)聲場(chǎng)的影響，也可以使用激光指示，將常用的激光筆固定在一端壁上，需要時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)對(duì)好方向作為參考，可以很好的解決指向問(wèn)題，同時(shí)也不會(huì)對(duì)聲場(chǎng)產(chǎn)生影響。 在消聲室（箱）中檢定時(shí)，由于聲級(jí)計(jì)殼體對(duì)聲場(chǎng)有散射，且不同型號(hào)的聲級(jí)計(jì)由于體積大小傳聲器伸出的長(zhǎng)度不同等原因，散射影響也不相同，而使用聲信號(hào)檢定時(shí)，每個(gè)檢定頻率上，頻率計(jì)權(quán)都是從聲級(jí)計(jì)的指示聲級(jí)減去實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器測(cè)試到的沒(méi)有頻率計(jì)權(quán)的聲壓級(jí)進(jìn)行計(jì)算的，這樣在聲場(chǎng)中測(cè)量1000Hz時(shí)，頻率計(jì)權(quán)就不太可能完全相同，所以1000Hz時(shí)的頻率計(jì)權(quán)就不一定是0dB了，這一點(diǎn)同電信號(hào)檢定是有區(qū)別的，因此，在對(duì)計(jì)權(quán)結(jié)果進(jìn)行處理時(shí)，這一點(diǎn)是特別需要引起注意的。另外，在耦合腔中檢定低頻時(shí)，由于耦合腔空間較小，被檢聲級(jí)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)傳聲器位置擺放就比較容易，但檢定很低頻特別是20Hz及其以下頻率，由于A計(jì)權(quán)衰減較多，此時(shí)為提高信噪比，可以將檢定聲壓級(jí)提高10到20dB，使衰減后聲壓級(jí)也得到提高，減少環(huán)境噪音對(duì)測(cè)量的影響，而且在較低頻率時(shí)，微弱的震動(dòng)都會(huì)對(duì)檢定結(jié)果有很大影響，這時(shí)最好能夠?qū)Ⅰ詈锨恢糜跍p震較好的材料上，然后再進(jìn)行檢測(cè)，以消除震動(dòng)影響，但是有些檢測(cè)機(jī)構(gòu)周邊環(huán)境的原因，在檢測(cè)10Hz點(diǎn)時(shí)盡管采取這些措施，可能仍然很難得到較理想的效果，在去年全國(guó)比對(duì)時(shí)，江浙滬三地在10Hz點(diǎn)測(cè)得的數(shù)值，都應(yīng)與檢定環(huán)境有一定關(guān)系。 還有幾點(diǎn)想要提及的都是自己在檢定中遇到過(guò)的問(wèn)題，一個(gè)關(guān)于重復(fù)猝發(fā)音響應(yīng)的問(wèn)題，重復(fù)猝發(fā)音的采用的是從4kHz連續(xù)信號(hào)中提取猝發(fā)音序列信號(hào)，序列中的單個(gè)猝發(fā)音之間的時(shí)間間隔應(yīng)至少是持續(xù)時(shí)間的3倍，規(guī)程中建議的是4倍，總的測(cè)量時(shí)間為10s，由于實(shí)際檢定時(shí)習(xí)慣或方法都不盡相同，猝發(fā)音間隔時(shí)間及總測(cè)量時(shí)間的選取可能會(huì)有差異，參考值也將隨之改變，因此規(guī)程沒(méi)有給出具體猝發(fā)音響應(yīng)的參考值，只是給出了參考值的計(jì)算公式（公式詳見(jiàn)JJG188-2002《聲級(jí)計(jì)》5.8.2條），根據(jù)此公式，按照規(guī)程建議的間隔時(shí)間和總測(cè)量時(shí)間計(jì)算的猝發(fā)音參考值約為-7.0dB。另外一個(gè)就是快慢響應(yīng)的問(wèn)題，衰減速率的計(jì)算很容易使人迷惑，其實(shí)對(duì)于數(shù)字式聲級(jí)計(jì)這個(gè)問(wèn)題很簡(jiǎn)單，因?yàn)閿?shù)字聲級(jí)計(jì)顯示采樣時(shí)間正好為1s（這點(diǎn)與部分聲級(jí)計(jì)生產(chǎn)廠家交流過(guò)，實(shí)際檢定時(shí)也用秒表測(cè)量過(guò)，基本都屬于這種情況），所以衰減速率只要讀取突然終止信號(hào)后聲級(jí)計(jì)上兩次讀數(shù)，差值就是衰減速率，只是檢定時(shí)，讀數(shù)最好不要選取前兩個(gè)讀數(shù)，這兩個(gè)數(shù)值差值可能誤差較大，對(duì)于快計(jì)權(quán)一般來(lái)說(shuō)選取第二第三兩個(gè)讀數(shù)較好，慢計(jì)權(quán)衰減較慢，選擇余地也相對(duì)較大，讀數(shù)也就容易一些。 最后介紹一下我所標(biāo)準(zhǔn)器的一些情況，供部分欲購(gòu)置同型號(hào)儀器的單位參考。我所使用的聲級(jí)計(jì)檢定儀器是B&K公司的新產(chǎn)品3560C型PULSE系統(tǒng)，儀器信號(hào)輸出輸入全通過(guò)電腦控制，檢定時(shí)可以將同一類型的聲級(jí)計(jì)相關(guān)信息單獨(dú)保存，下次檢定時(shí)直接調(diào)用，可以節(jié)省不少時(shí)間，所有的量值改變均是數(shù)字化操作，完全避免了傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)過(guò)程中給檢定帶來(lái)的誤差。唯一不足的就是儀器輸出信號(hào)調(diào)節(jié)不提供直接的聲壓衰減功能，改變聲壓值只能夠通過(guò)改變輸出電壓值來(lái)實(shí)現(xiàn)，以下提出兩個(gè)方法以供參考，第一種方法可根據(jù)公式 用計(jì)算法實(shí)現(xiàn)，將聲壓的衰減換算成電壓值衰減，計(jì)算可知每衰減10dB也相當(dāng)于輸出電壓值縮小 倍，第二種方法比較簡(jiǎn)單，可以外配精密衰減器，直接對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行衰減，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，兩種方法測(cè)得結(jié)果基本一致，誤差均是可以接受的。 以上是個(gè)人的一點(diǎn)心得體會(huì)，因水平有限，難免會(huì)有謬誤，不當(dāng)之處敬請(qǐng)各位專家批評(píng)指正，多提寶貴意見(jiàn)。

贊同！在耦合腔里檢10Hz的時(shí)候，聲信號(hào)要放大很多才能測(cè)得準(zhǔn)

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