ГОСТ Р ИСО 3741-2013 Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер

     

Приложение D
(обязательное)

          
Проверка пригодности реверберационных камер для измерений шума с дискретными частотными составляющими

D.1 Вводная часть

Если испытуемый источник излучает шум на дискретных частотах, то в этом случае создаваемое в реверберационной камере звуковое поле будет менее однородно, чем если бы шум был широкополосным. Такой источник в большей степени способен возбуждать акустические моды в камере, что создает трудности при измерениях уровней звуковой мощности источника. Способы преодоления этих трудностей указаны в 8.4.2. Другим возможным решением является оптимизация конструкции реверберационной камеры, обеспечивающая достаточную точность измерений в соответствии с разделом 10 для испытуемых источников с любым видом спектра шума.

Точный расчет влияния отдельных конструктивных элементов камеры на характеристики акустического поля в ней представляет собой сложную задачу. Поэтому в настоящем приложении рассматривается экспериментальный метод оценки пригодности камеры, учитывающий все реализованные решения по совершенствованию ее конструкции в совокупности.

В области низких частот основной проблемой является малое число акустических мод, которые могут быть возбуждены на каждой частоте. Острота данной проблемы может быть уменьшена за счет увеличения объема камеры, оптимизации ее пропорций (см. А.З) или увеличения акустического демпфирования в камере, приводящим к уширению частотных характеристик мод (см. А.4). Однако возможно, что для полного решения проблемы и обеспечения соответствия критериям пригодности камеры (см. таблицу D.1) потребуется использование большого акустического рассеивателя, описанного в приложении В.

Таблица D.1 - Максимально допустимые значения стандартного отклонения

На высоких частотах ограничительным фактором является число точек установки микрофонов. Допускается проводить измерения с фиксировано установленными микрофонами при условии применения эффективного вращающегося акустического рассеивателя, но зачастую более эффективным решением будет непрерывное усреднение по пространству камеры с использованием длинной траектории сканирования микрофоном. Сканирование по окружностям обеспечивает большую длину траектории в заданной области пространства, чем по линейным траекториям, и, кроме того, его легче автоматизировать.

D.2 Общие положения

Описываемый в настоящем приложении метод позволяет получить верхнюю оценку неопределенности измерения в данной реверберационной камере шума, содержащего дискретные частотные составляющие, при заданном месте или местах расположения испытуемого источника и для заданных точек установки микрофона или траекторий сканирования. Если рассчитанные стандартные отклонения не превышают значений, приведенных в таблице D.1, во всем диапазоне частот измерений, то условия испытаний [под которыми понимают реверберационную камеру, место или места расположения источника шума, средства измерений, точки установки микрофонов или траектории сканирования и вращающийся акустический рассеиватель (при его наличии)] удовлетворяет требованиям для измерений шума с дискретными частотными составляющими любого источника. При этом никаких дополнительных проверок (например, по 8.4.2) для конкретного источника шума проводить не требуется.

Приведенный в настоящем приложении метод проверки пригодности с использованием сигнала чистого тона является наихудшим случаем с точки зрения достижимой точности измерений. Поэтому стандартные отклонения воспроизводимости, полученные в результате такой проверки, будут не меньше тех, что были бы получены для любого реального источника шума.

D.3 Средства измерений

В дополнение к средствам измерений, которые должны удовлетворять требованиям раздела 6, используется следующее оборудование:

a) громкоговоритель диаметром 200 мм или менее в герметичном корпусе;

b) генератор сигналов или синтезатор частот; частотомер или анализатор спектра для выделения частотной составляющей; усилитель мощности и вольтметр.

Применяемый громкоговоритель должен иметь достаточно гладкую частотную характеристику, удовлетворяющую требованиям по D.4.

Генератор сигналов (синтезатор частот) должен обеспечивать воспроизведение одного или нескольких гармонических сигналов в пределах допуска, определенных в таблице D.2, стабильность частоты в пределах ±0,1 Гц в диапазоне частот измерений и иметь коэффициент гармонических искажений менее 0,1%.

Частотомер (анализатор спектра) должен обеспечивать определение частоты сигнала с точностью ±0,05 Гц в диапазоне частот измерений.

Усилитель мощности, используемый для подачи сигнала на громкоговоритель, должен иметь выходной импеданс, согласованный с электрическим импедансом громкоговорителя, и обладать достаточным запасом по мощности (см. D.4).

Используемый вольтметр должен обеспечивать измерение напряжения на входе громкоговорителя в пределах допуска ±1,0% на всех тестовых частотах, указанных в таблице А.2.*

_______________

* Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

D.4 Проверка громкоговорителя

Громкоговоритель устанавливают на звукоотражающий пол в заглушенной камере или на звукоотражающую плоскость в условиях, позволяющих проводить измерения согласно [5], выходным отверстием вверх.

Устанавливают микрофон той же модели и того же изготовителя, что и применяемый при измерении шума в реверберационной камере. Микрофон ориентируют на громкоговоритель так, чтобы рабочая ось микрофона совпадала с рабочей осью громкоговорителя, а диафрагма микрофона находилась на расстоянии от 10 до 20 мм от плоскости выходного отверстия громкоговорителя. С помощью тех же средств измерений, что применяют для определения звуковой мощности (см. 6.1), измеряют и регистрируют с округлением до 0,5 дБ уровни звукового давления на тестовых частотах, приведенных в таблице D.2.

В данном испытании для получения частотной характеристики громкоговорителя измерения проводят в его ближнем звуковом поле, что обусловлено слабой зависимостью от частоты соотношения между уровнем звукового давления и уровнем звуковой мощности в ближнем поле малого монопольного источника звука. Последнее связано со слабой зависимостью от частоты действительной часть проводимости между источником звука и воздушной средой.