ГОСТ Р МЭК 61094-2-2011

     
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

МИКРОФОНЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

Часть 2

Первичный метод градуировки по давлению лабораторных эталонных микрофонов методом взаимности

State system for ensuring the uniformity of measurements. Measurement microphones. Part 2. Primary method for pressure calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique

ОКС 17.140.50

Дата введения 2013-05-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" (ФГУП "ВНИИФТРИ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1080-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61094-2:2009* "Электроакустика. Микрофоны измерительные. Часть 2. Первичный метод градуировки по давлению лабораторных эталонных микрофонов методом взаимности" (IEC 61094-2 Edition 2.0 2009-02 "Electroacoustics - Measurement microphones - Part 2: Primary method for pressure calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique", IDT).     

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 61094-2-2001

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт:

- распространяется на лабораторные эталонные микрофоны (далее - микрофоны), удовлетворяющие требованиям МЭК 61094-1, и на другие конденсаторные микрофоны, имеющие такие же размеры;

- устанавливает первичный метод определения комплексной чувствительности микрофонов по давлению, позволяющий получить воспроизводимость и необходимую точность при измерении звукового давления.

Все величины выражены в единицах Международной системы единиц (СИ).

     2 Нормативные ссылки

Следующие ссылочные стандарты обязательны при использовании настоящего стандарта. Для датированных ссылок применяют только указанное издание. Для недатированных - последнее издание, включая любые дополнения.     

IEC 61094-1: 2000 Measurement Microphones - Part 1: Specifications for laboratory standard microphones (Микрофоны измерительные. Часть 1. Микрофоны лабораторные эталонные. Технические требования)

ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement - Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) [Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности в измерении (GUM:1995)]

_______________

ИСО/МЭК Руководство 98-3:2008 - переиздание Руководства по выражению неопределенности в измерениях (GUM) 1995 г.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по МЭК 61094-1 и ИСО/МЭК Руководству 98-3, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 обратимый микрофон (reciprocal microphone): Линейный пассивный микрофон, для которого импеданс холостого хода в обратном направлении и передаточный импеданс в прямом направлении равны по абсолютному значению.

3.2 фазовая чувствительность микрофона по давлению (phase angle of pressure sensitivity of microphone): Фазовый угол на данной частоте между напряжением холостого хода и равномерно распределенным звуковым давлением, действующим на мембрану.

Примечание - Единица измерения: градус или радиан (...° или рад).

3.3 электрический передаточный импеданс (electrical transfer impedance): Для системы из двух акустически связанных микрофонов - это отношение напряжения холостого хода микрофона-приемника к входному току микрофона-излучателя.

Примечание 1 - Единица измерения: ом (Ом).

Примечание 2 - Этот импеданс определяют для конструкции с заземленным экраном, приведенной в 7.2 МЭК 61094-1.

3.4 акустический передаточный импеданс (acoustic transfer impedance): Для системы из двух акустически связанных микрофонов - это отношение звукового давления, действующего на мембрану микрофона-приемника, к объемной скорости, воспроизводимой микрофоном-излучателем, в режиме короткого замыкания.

Примечание - Единица измерения: паскаль-секунда на кубический метр (Па·с/м).

3.5 камера связи (coupler): Устройство, в котором при установленных микрофонах образуется полость определенной формы и размеров и которое служит в качестве элемента акустической связи между микрофонами.

     4 Опорные внешние условия

Опорные внешние условия:

     5 Принципы градуировки по давлению методом взаимности

     5.1 Общие принципы

     5.1.1 Общие сведения

Градуировка микрофонов методом взаимности может быть выполнена либо с помощью трех микрофонов, два из которых должны быть обратимыми, либо с помощью вспомогательного источника звука и двух микрофонов, один из которых должен быть обратимым.

Примечание - Если один из микрофонов необратим, то он может быть использован только в качестве приемника звука.

     5.1.2 Общие принципы при использовании трех микрофонов

Предполагают, что два микрофона акустически соединены через камеру связи. Используя один из них в качестве источника звука, а другой - в качестве приемника, измеряют электрический передаточный импеданс. Если акустический передаточный импеданс такой системы известен, то может быть найдено произведение чувствительностей по давлению двух связанных микрофонов. Используя парные комбинации микрофонов (1), (2) и (3), получают три таких независимых произведения, из которых может быть выведено уравнение для чувствительности по давлению каждого из трех микрофонов.

     5.1.3 Общие принципы при использовании двух микрофонов и вспомогательного источника звука

Во-первых, предполагают, что два микрофона акустически соединены между собой с помощью камеры связи. Определяют произведение значений чувствительности по давлению этих микрофонов (5.1.2). Во-вторых, предполагают, что на оба микрофона воздействует одинаковое звуковое давление от вспомогательного источника звука. Тогда отношение двух выходных напряжений будет равно отношению чувствительностей по давлению этих микрофонов. Таким образом, из произведения и отношения чувствительностей по давлению двух микрофонов может быть определена чувствительность по давлению каждого из двух микрофонов.

Примечание - С целью получить отношение чувствительностей по давлению, допускается использовать метод непосредственного сравнения, а вспомогательным источником звука может быть третий микрофон, механические и акустические характеристики которого отличаются от характеристик градуируемых микрофонов.

     5.2 Основные уравнения

Лабораторные эталонные и подобные им микрофоны допускается рассматривать как обратимые, и поэтому система из двух уравнений для этих микрофонов может быть записана в виде

;

(1)

,

где - звуковое давление, равномерно распределенное по мембране микрофона, в паскалях (Па);

- напряжение на электрических контактах микрофона в вольтах (В);

- объемная скорость акустической части (мембраны) микрофона в кубических метрах в секунду (м/с);

- сила тока, протекающего через электрические контакты микрофона, в амперах (А);

- электрический импеданс микрофона при заторможенной мембране в омах (Ом);     

- акустический импеданс микрофона при ненагруженных электрических контактах в паскаль-секундах на кубический метр (Па·с·м);     

- передаточный импеданс в обратном и прямом направлениях в вольт-секундах на кубический метр (В·с·м);

- чувствительность микрофона по давлению в вольтах на паскаль (В·Па).

Примечание - Подчеркнутыми символами обозначены комплексные величины.

Уравнения (1) могут быть переписаны в виде

;

(1а)

,

которые и представляют собой уравнения взаимности для микрофона.

Предполагают, что микрофоны (1) и (2), имеющие чувствительности по давлению и , акустически соединены с помощью камеры связи. Из уравнений (1а) следует, что ток , протекающий через электрические контакты микрофона (1), вызовет объемную скорость при коротком замыкании (0 на мембране) и создаст звуковое давление на акустическом входе микрофона (2), где - акустический передаточный импеданс системы.

Напряжение холостого хода на микрофоне (2) при этом будет

.