ГОСТ Р ИСО 26101-2014

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Акустика

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВИЙ СВОБОДНОГО ЗВУКОВОГО ПОЛЯ

Acoustics. Test methods for the qualification of free-field environments

ОКС 17.140.01

Дата введения 2015-12-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 358 "Акустика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2014 г. N 1549-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 26101:2012* "Акустика. Экспериментальные методы определения условий свободного звукового поля" (ISO 26101:2012 "Acoustics - Test methods for the qualification of free-field environments", IDT).

________________

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

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ     

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 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

1.1 Настоящий стандарт устанавливает методы аттестации акустических испытательных пространств в качестве заглушенных и полузаглушенных пространств*, отвечающих условиям распространения звука в неограниченной свободной среде (условия свободного звукового поля).

________________

* Далее, где допустимо по смыслу, вместо словосочетаний "заглушенное" и/или "полузаглушенное пространство" для краткости используется обобщенный термин "испытательное пространство". Примерами рассматриваемых пространств являются заглушенные или полузаглушенные акустические камеры, свободное пространство или свободное пространство над звукоотражающей плоскостью.

1.2 Стандарт устанавливает дискретно-частотный и широкополосный методы аттестации характеристик испытательных пространств, определяет методы аттестации всенаправленного источника звука, пригодного для выполнения аттестации на соответствие условиям свободного поля, устанавливает неопределенность измерения и форму представления результатов испытаний.

1.3 Стандарт разработан для целей аттестации испытательных пространств, применяемых в различных методах акустических измерений. Предполагается, что в дальнейшем в стандартах и испытательных кодах по шуму проверка выполнения условий свободного поля в испытательных пространствах, предназначенных для выполнения конкретных видов испытаний, будет проводиться в соответствии с настоящим стандартом.

1.4 В отсутствие установленных критериев или требований к испытательным пространствам приложение А обеспечивает проверку выполнения условий свободного поля в целях акустических измерений общего назначения.

1.5 Настоящий стандарт устанавливает метод потерь при расхождении для измерения характеристик свободного поля испытательных пространств.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).     

ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement - Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) (Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения)

IEC 61260, Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters (Электроакустика. Фильтры полосовые октавные и на доли октавы)

IEC 61672-1, Electroacoustics - Sound level meters - Part 1: Specifications (Электроакустика. Шумомеры. Часть 1. Технические требования)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 свободное (звуковое) поле (acoustic free field): Звуковое поле в однородной изотропной безграничной среде.

Примечание - На практике свободным полем можно считать звуковое поле, в котором влияние отражения от границ или других объектов в диапазоне частот измерений пренебрежимо мало.

[ISO/TR 25417:2007, статья 2.17]

3.2 заглушенное пространство (anechoic space): Испытательное пространство, в котором созданы условия свободного поля.

3.3 полузаглушенное пространство (hemi-anechoic space): Испытательное пространство над звукоотражающей плоскостью, в котором созданы условия свободного звукового поля в полупространстве при отсутствии других объектов, влияющих на распространение звуковых волн.

3.4 акустический центр (acoustic centre): (Для известного источника и при известном тестовом сигнале) точка пространства, из которой распространяется практически сферическая волна.

3.5 фоновый шум (background noise): Сумма всех сигналов за исключением подлежащего исследованию.

[ISО 10815:1996, статья 3.2]

Примечание - Фоновый шум может включать в себя составляющие, обусловленные звуком, распространяющимся по воздуху, распространяющейся по конструкциям вибрации и электрическим шумом средств измерений.

3.6 потери при расхождении (divergence loss): Явление, состоящее в уменьшении звукового давления в направлении распространения звуковой волны, обусловленное расширением пространства, занимаемого ее фронтом.

3.7 диапазон частот измерений (frequency range оf interest): Подлежащий аттестации диапазон, включающий в себя смежные стандартные третьоктавные полосы частот от наименьшей до наибольшей частоты.

3.8 ссылающийся стандарт (referencing document): Стандарт или испытательный код, который ссылается на методы настоящего стандарта с целью подтверждения условий свободного поля.

     4 Допустимые отклонения от закона обратных квадратов

Теоретическое уменьшение среднеквадратического звукового давления в направлении распространения звуковой волны по обратной квадратичной зависимости от расстояния до источника, обусловленное сферическим расширением ее фронта при распространении в свободном звуковом поле, будет именоваться в дальнейшем законом обратных квадратов.

Для испытательного пространства, которое должно считаться заглушенным или полузаглушенным в соответствии с критериями, установленными в ссылающемся стандарте, отклонения измеренных уровней звукового давления от соответствующих уровней по закону обратных квадратов, рассчитанных по настоящему стандарту, не должны превышать значений, указанных в ссылающемся стандарте.

При отсутствии в ссылающемся стандарте установленных допустимых отклонений должны применяться критерии, приведенные в приложении А, чтобы обеспечить проверку выполнения условий свободного поля для акустических измерений общего назначения.

Допустимые отклонения, устанавливаемые ссылающимся стандартом, могут быть выше или ниже величин, установленных в приложении А.

     5 Измерение характеристик свободного поля

5.1 Метод потерь при расхождении

5.1.1 Сущность метода

Метод потерь при расхождении следует применять для оценки характеристик испытательного пространства в типичных для него условиях испытаний и для определения его пространственных границ.

Наличие свободного звукового поля оценивают по акустической энергии прямой и отраженной составляющей звукового поля.

Пространственное снижение звукового давления, создаваемого испытательным источником звука, следует сравнивать со снижением звукового давления, которое имело бы место в идеальном свободном звуковом поле.

5.1.2 Средства измерений и испытательное оборудование

5.1.2.1 Общие положения

Измерительная система для измерения уровня звукового давления, включая микрофон и кабель, должна применяться в диапазоне линейности шкалы шумомера 1-го класса 1 по МЭК 61672-1.

Микрофон должен быть всенаправленным (с учетом присоединенного к нему дополнительного оборудования, такого как защитная сетка и элементы крепления).

Для измерений в третьоктавных полосах следует применять фильтры 1-го класса, отвечающие требованиям МЭК 61260.

Примечание - Для измерений по данному методу на частоте свыше 5 кГц обычно требуется микрофон с диаметром микрофона типа WS2F [1] или меньшим.

5.1.2.2 Испытательный источник звука

При испытаниях должен применяться источник звука, эквивалентный точечному источнику в диапазоне частот измерений. Источник должен:

a) быть компактным и иметь известный акустический центр, расположенный вблизи начала траекторий микрофона, указанных в 5.1.3.2, чтобы можно было построить зависимость уровня звукового давления от расстояния без корректировки положения акустического центра источника;

b) иметь характеристику направленности в соответствии с таблицей В.1, измеренную методом по приложению В и гарантирующую излучение звуковой энергии во всех направлениях;

c) иметь достаточную звуковую мощностью в диапазоне частот измерений, чтобы создавать уровни звукового давления по меньшей мере на 6 дБ выше уровней фонового шума для всех точек траектории микрофона или во время сканирования микрофоном при помощи системы непрерывного сканирования [13];

d) обладать стабильностью, достаточной для поддержания во время выполнения измерений вдоль всей траектории перемещения микрофона постоянной излучаемой звуковой мощности (создаваемой источником звука, генератором сигнала и электронным усилителем), измеряемой при испытаниях по сигналу контрольного микрофона, расположенного в некоторой фиксированной точке. Если уровень звукового давления, измеряемый контрольным микрофоном, изменяется более чем на ±0,2 дБ, то результаты измерений вносят коррекцию по формуле

      ,                                                           (1)

где - корректированный уровень звукового давления в i-й точке испытательного пространства, дБ;

- измеренный уровень звукового давления в i -й точке, дБ;

- уровень звукового давления в i -й точке, измеренный контрольным микрофоном, дБ;

- уровень звукового давления в нулевой точке, измеренный контрольным микрофоном, дБ;

Поскольку в общем случае для обеспечения испытаний в требуемом диапазоне частот измерений могут применяться два или более источника звука, то каждый из них должен удовлетворить указанным выше требованиям.

Примечание - Возможно, что для определения акустического центра источника могут потребоваться измерения в заглушенной акустической камере, заведомо удовлетворяющей требованиям приложения А.

Следует убедиться в том, что:

- во всем испытательном пространстве уровни звукового давления превышают уровни фонового шума не менее чем на 6 дБ (предпочтительно на 15 дБ);

- в точке расположения контрольного микрофона отсутствуют акустические помехи от механизма сканирования измерительного микрофона, способные оказать влияние на результаты измерений;

- изменения атмосферных условий во время измерений не связаны с нестабильностью источника звука.

5.1.3 Размещение испытательных источников звука и измерительных микрофонов

5.1.3.1 Положение испытательного источника звука

Для аттестации испытательного пространства ссылающийся стандарт может устанавливать местоположение (положения) испытательного источника звука.

При отсутствии в ссылающемся стандарте требований, касающихся расположения испытательного источника, для аттестации испытательного пространствана на соответствие условиям свободного поля следует применять приведенные в приложении А требования для акустических измерений общего назначения.

Следует выбрать определенную ориентацию испытательного источника, которая должна быть неизменной для всех траекторий микрофона.