按新规程JJG188-2002《声级计》检定声级计心得（转载）

按新规程JJG188-2002《声级计》检定声级计心得   2005-10-9

作者：任 强

单位：南京市计量测试所

【摘要】本文主要介绍了按照新规程检定声级计中发现的问题和部分注意事项，并提出了一些解决办法。 【关键词】声级计  频率计权  猝发音 声级计是声学领域广泛使用的测量仪器，也是主要的强制检定的计量器具之一。我国在70年代中旬开始制定第一个声级计检定规程，先后经过三次修订，上次修订的时间为1990年，但随着科学技术的发展及计算机技术的广泛应用，声级计的功能、性能和操作方式都有了很大变化，同时声级计的国际标准IEC61672系列的公布，都使得新的检定规程出台势在必行，JJG188-2002《声级计》检定规程修订正是结合国际标准修订的动向进行的，因而在技术指标、检定方法上都有了重大变化，从JJG188-2002代替JJG188-1990和JJG699-1990以后，全国声学计量技术委员会先后组织了两次对新规程的宣贯会，在此基础上，又由全国声学计量技术委员在2004年组织了一次空气声声压量值的全国比对工作。我所在按照JJG188-2002建立声级计标准后，先后参加了杭州规程宣贯会和空气声声压值的全国比对，并顺利通过该次全国比对，在检定过程和与同行交流中积累了部分经验和心得，在此粗略谈谈，以供大家参考。 JJG188-2002相对与JJG188-1990有了较大的改变，新规程中提出了使用声信号检定频率计权和频率响应的要求，这使得消声室（箱）和低频耦合腔成为检定必备的条件之一，这在90规程中是没有的，也是规程修订中改变最大的一点，这样使得检定的结果更能够反映声级计实际的使用情况，更好的检验声级计的整机性能。在频率响应和频率计权的检定中，规程中要求在声级计提供的频率计权和频率响应上，至少一个计权或响应应用声信号和电信号进行检定，其它的频率计权和频率响应可使用声信号或电信号中的一种进行检定。用声信号检定时，500Hz和500Hz以上频率在自由声场中进行，500Hz以下在耦合腔中进行。在实际检定中，用声信号检定时，使用标准传声器与声级计替代法进行检定，由于仪器摆放位置对测量结果会有很大影响，要使标准传声器和声级计测量的是同一声场，必须保证标准传声器与声级计传声器在同一位置，特别是在自由场中检定高频声压的时候，由于消声室（箱）空间较大，摆放时必须使用一些辅助措施来确定传声器的位置，最简单的方法就是在消声室（箱）合适的位置用重锤吊一根细线，每次检定的时候在放好传声器后，在细线上做好标记，替代时使仪器传声器对准这一点，即可保证替代时位置不会偏移，而且使用较细的线对声场的散射较小，经反复试验发现其影响基本可以忽略，若想完全消除其影响，可以在摆放好仪器之后，将重锤线挂起即可，但这种方法只能保证标准传声器和声级计传声器在同一点上，传声器指向却只能通过目测确定，无法保证指向的准确性，因此作为补充可以在纵向拉一条直线，作为方向参考，考虑到要尽量减少对声场的影响，也可以使用激光指示，将常用的激光笔固定在一端壁上，需要时打开开关对好方向作为参考，可以很好的解决指向问题，同时也不会对声场产生影响。 在消声室（箱）中检定时，由于声级计壳体对声场有散射，且不同型号的声级计由于体积大小传声器伸出的长度不同等原因，散射影响也不相同，而使用声信号检定时，每个检定频率上，频率计权都是从声级计的指示声级减去实验室标准传声器测试到的没有频率计权的声压级进行计算的，这样在声场中测量1000Hz时，频率计权就不太可能完全相同，所以1000Hz时的频率计权就不一定是0dB了，这一点同电信号检定是有区别的，因此，在对计权结果进行处理时，这一点是特别需要引起注意的。另外，在耦合腔中检定低频时，由于耦合腔空间较小，被检声级计和标准传声器位置摆放就比较容易，但检定很低频特别是20Hz及其以下频率，由于A计权衰减较多，此时为提高信噪比，可以将检定声压级提高10到20dB，使衰减后声压级也得到提高，减少环境噪音对测量的影响，而且在较低频率时，微弱的震动都会对检定结果有很大影响，这时最好能够将耦合腔置于减震较好的材料上，然后再进行检测，以消除震动影响，但是有些检测机构周边环境的原因，在检测10Hz点时尽管采取这些措施，可能仍然很难得到较理想的效果，在去年全国比对时，江浙沪三地在10Hz点测得的数值，都应与检定环境有一定关系。 还有几点想要提及的都是自己在检定中遇到过的问题，一个关于重复猝发音响应的问题，重复猝发音的采用的是从4kHz连续信号中提取猝发音序列信号，序列中的单个猝发音之间的时间间隔应至少是持续时间的3倍，规程中建议的是4倍，总的测量时间为10s，由于实际检定时习惯或方法都不尽相同，猝发音间隔时间及总测量时间的选取可能会有差异，参考值也将随之改变，因此规程没有给出具体猝发音响应的参考值，只是给出了参考值的计算公式（公式详见JJG188-2002《声级计》5.8.2条），根据此公式，按照规程建议的间隔时间和总测量时间计算的猝发音参考值约为-7.0dB。另外一个就是快慢响应的问题，衰减速率的计算很容易使人迷惑，其实对于数字式声级计这个问题很简单，因为数字声级计显示采样时间正好为1s（这点与部分声级计生产厂家交流过，实际检定时也用秒表测量过，基本都属于这种情况），所以衰减速率只要读取突然终止信号后声级计上两次读数，差值就是衰减速率，只是检定时，读数最好不要选取前两个读数，这两个数值差值可能误差较大，对于快计权一般来说选取第二第三两个读数较好，慢计权衰减较慢，选择余地也相对较大，读数也就容易一些。 最后介绍一下我所标准器的一些情况，供部分欲购置同型号仪器的单位参考。我所使用的声级计检定仪器是B&K公司的新产品3560C型PULSE系统，仪器信号输出输入全通过电脑控制，检定时可以将同一类型的声级计相关信息单独保存，下次检定时直接调用，可以节省不少时间，所有的量值改变均是数字化操作，完全避免了传统机械开关调节过程中给检定带来的误差。唯一不足的就是仪器输出信号调节不提供直接的声压衰减功能，改变声压值只能够通过改变输出电压值来实现，以下提出两个方法以供参考，第一种方法可根据公式 用计算法实现，将声压的衰减换算成电压值衰减，计算可知每衰减10dB也相当于输出电压值缩小 倍，第二种方法比较简单，可以外配精密衰减器，直接对输出信号进行衰减，经过反复测量实践发现，两种方法测得结果基本一致，误差均是可以接受的。 以上是个人的一点心得体会，因水平有限，难免会有谬误，不当之处敬请各位专家批评指正，多提宝贵意见。

赞同！在耦合腔里检10Hz的时候，声信号要放大很多才能测得准

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