Руководство по применению информации для расчета неопределенности измерения
Е.1 Общие положения
Общий формат представления неопределенности измерения установлен Руководством ИСО/МЭК 98-3. Он предполагает составление бюджета неопределенности, в котором идентифицированы основные источники неопределенности и их вклад в суммарную стандартную неопределенность.
Целесообразно разделить все источники неопределенности на две группы:
a) присущие методу измерения;
b) обусловленные нестабильностью излучаемого шума.
В настоящем приложении приведены основанные на современном уровне знаний рекомендации по применению подхода Руководства ИСО/МЭК 98-3 к измерениям, проводимым в соответствии с настоящим стандартом.
Е.2 Определение общего стандартного отклонения
Характеристикой неопределенности измерения является расширенная неопределенность , непосредственно получаемая из общего стандартного отклонения [см. формулу (23)], которое рассматривается как аппроксимация стандартной неопределенности .
В свою очередь, определяется двумя разными по своей природе составляющими, и [см. формулу (22)].
Оценки и предполагаются статистически независимыми и определяются по отдельности.
Стандартное отклонение , характеризующее излучение конкретной машины, не может быть рассчитано теоретически и поэтому определяется экспериментально (см. раздел Е.3). Составляющая рассматривается в разделе Е.4.
Примечание - Неопределенность измерения может увеличиться, если шум, излучаемый испытуемым источником, содержит узкополосные составляющие или дискретные тоны. Еще одним источником дополнительной неопределенности является установка образцового источника шума в местах, отличных от калибровочного положения. Влияние данных факторов особенно сильно проявляется на низких частотах.
Е.3 Определение стандартного отклонения
Стандартное отклонение , дБ, (см. 9.2) рассчитывают по формуле
, (Е.1)
где - корректированный на фоновый шум уровень звукового давления, полученный в -м повторном измерении в заданной точке при заданных условиях установки и работы источника шума, дБ;
- среднее арифметическое по всем повторным измерениям.
Измерения для определения проводят в точке установки микрофона, где уровень звукового давления максимален. Если используют усреднение по всем точкам измерений, то в формуле (Е.1) и заменяют на и соответственно.
В общем случае условия установки и работы испытуемого источника при измерениях значения его шумовой характеристики определяются испытательным кодом по шуму. При его отсутствии эти условия должны быть точно определены до проведения испытаний и зафиксированы в протоколе испытаний. Ниже приводятся некоторые рекомендации по определению таких условий и их возможному влиянию на .
Условия работы при испытаниях должны соответствовать нормальному применению испытуемого источника согласно рекомендациям изготовителя и практике пользователя. Однако даже при заданных нормальных условиях возможны некоторые вариации в режимах работы, обрабатываемом, потребляемом или производимом материале, между различными циклами работы и пр. Стандартное отклонение характеризует неопределенность, связанную как с изменчивостью долговременных условий работы (например, день ото дня), так и с изменением излучаемого шума после повторной установки и пуска испытуемого источника.
Если машину в любых условиях ее применения устанавливают на пружинах, или на твердый массивный пол, то условия установки будут слабо влиять на результаты измерений. Однако если при испытаниях машину устанавливают на твердый массивный пол, а в условиях применения используют другую опору, то шум машины может различаться весьма сильно. Составляющая неопределенности, обусловленная установкой машины, будет наибольшей, если машина соединена со вспомогательным оборудованием. Также эта составляющая неопределенности будет велика в случае ручных машин. Необходимо исследовать, как перемещения машины или ее крепления влияют на ее шум. Если необходимо заявить значение шумовой характеристики машины для разных способов ее установки и крепления, то оценивают по результатам измерений при всех возможных способах установки. Если влияние условий установки машины на ее шум известно, то в испытательном коде по шуму или в методике, применяемой пользователем, должен быть определен рекомендуемый способ установки машины при испытаниях.
С точки зрения важности вклада тех или иных источников неопределенности в исследования для определения имеют большее значение, чем связанные с определением [см. формулу (22)]. Это объясняется тем, что может принимать существенно большие значения, чем, например, стандартное отклонение , которое для технического метода измерения, как это следует из таблицы 2, не превышает 1,5 дБ.
Если , то проведение измерений с высокой точностью (т.е. с малым ) теряет практический смысл, поскольку это не способно привести к существенному снижению . Примеры возможных соотношений между и приведены в таблице Е.1.
Из этих примеров видно, что при нестабильных условиях установки и работы испытуемой машины излишне пытаться обеспечить условия точного метода измерения.
Кроме того, в ситуации, когда , у пользователя стандарта возможно формирование неправильного представления об общей неопределенности измерения, если он ориентируется на класс точности измерений, который в настоящем стандарте определяется только значением .
Таблица Е.1 - Примеры расчета для разных соотношений между и