CHUẨN ĐỘ ỒN QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN

ĐLVN VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM ĐLVN 314 : 2016 CHUẨN ĐỘ ỒN QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN Sound calibrator – Calibration procedure HÀ NỘI - 2016 Lời nói đầu: ĐLVN 314 : 2016 thay ĐLVN 206 : 2009 ĐLVN 314 : 2016 Ban kỹ thuật đo lường TC 13 “ Phương tiện đo âm rung động” biên soạn Viện Đo lường Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng ban hành VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM ĐLVN 314 : 2016 Chuẩn độ ồn – Quy trình hiệu chuẩn Sound calibrator – Calibration procedure Phạm vi áp dụng Văn kỹ thuật quy định quy trình hiệu chuẩn chuẩn độ ồn: cấp LS, cấp 1, cấp 2, có đặc trưng kỹ thuật đo lường quy định phụ lục dùng để kiểm định phương tiện đo độ ồn Giải thích từ ngữ Các từ ngữ văn hiểu sau: 2.1 DUT (Device under test): Thiết bị cần hiệu chuẩn 2.2 Điện áp hở mạch (Open-circuit voltage): Điện áp xuất cực điện microphone đo phương pháp điện áp thay 2.3 Điều kiện m i trường tham chiếu: - Nhiệt độ: 23 oC; - Áp suất kh ng khí: 101,325 kPa; - Độ ẩm kh ng khí: 50 %RH 2.4 Mức áp suất âm (Sound pressure level): Mức áp suất âm hai mươi lần l ga rit số mười tỉ số giá trị RMS áp suất âm giá trị áp suất âm tham chiếu Áp suất âm tham chiếu quy ước 20 µPa 2.5 Phương pháp điện áp thay (Insert voltage technique): Phương pháp xác định điện áp hở mạch microphone nối với phụ tải điện Chi tiết xem phụ lục Các phép hiệu chuẩn Phải tiến hành phép hiệu chuẩn ghi bảng Bảng TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều mục quy trình Kiểm tra bên 7.1 Kiểm tra kỹ thuật 7.2 Kiểm tra đo lƣờng 7.3 3.1 Kiểm tra mức áp suất âm 7.3.2 3.2 Kiểm tra tần số âm âm 7.3.3 3.3 Kiểm tra độ méo 7.34 ĐLVN 314 : 2016 Phƣơng tiện hiệu chuẩn Các phương tiện đo dùng hiệu chuẩn chuẩn độ ồn nêu bảng Bảng TT 2.1 2.2 2.3 Tên phƣơng tiện dùng để hiệu chuẩn Chuẩn đo lƣờng Microphone chuẩn Áp dụng cho điều mục quy trình Dải tần (20 20 000) Hz - Đối với DUT cấp xác LS: sử dụng microphone có cấp xác LS - Đối với DUT cấp xác 2: sử dụng microphone có cấp xác WS cao 7.3 Dải tần: (20 20 000) Hz 7.3 Dải tần: (20 20 000) Hz 7.3 Phƣơng tiện đo Bộ tiền khuếch đại Bộ khuếch đại đo lường Máy phát tín hiệu sin 2.4 Vôn mét 2.5 Máy đếm tần số 2.6 Máy đo méo 2.7 Phương tiện đo m i trường Đặc trƣng kỹ thuật đo lƣờng Dải tần: (20 20 000) Hz Sai số: ± 0,1 % Dải tần: (20 20 000) Hz Sai số: ± 0,3 % Dải tần: (20 20 000) Hz Sai số: ± 0,1 % Dải tần: (20 20 000) Hz Pham vi đo: (0,1 10) % - Nhiệt độ: (0 50) ºC; Sai số: ± 0,3 ºC - Độ ẩm: (20 90) %RH; Sai số: ± %RH - Áp suất kh ng khí: (90 110) kPa; Sai số: ± 0,5 kPa 7.3 7.3 7.3 7.3 Phƣơng tiện phụ Phương tiện đo độ ồn Phạm vi đo: (30 130) dB 7.2 Điều kiện hiệu chuẩn Khi tiến hành hiệu chuẩn phải đảm bảo m i trường hiệu chuẩn yên tĩnh điều kiện sau đây: - Nhiệt độ: (20 26) ºC; ĐLVN 314 : 2016 - Độ ẩm không khí: (25 70) %RH; - Mức áp suất âm m i trường hiệu chuẩn < 75 dB Chuẩn bị hiệu chuẩn Trước tiến hành hiệu chuẩn phải thực c ng việc chuẩn bị sau đây: - DUT phải đặt m i trường hiệu chuẩn cấp nguồn theo đặc trưng kỹ thuật quy định nhà sản xuất - Các phương tiện hiệu chuẩn phải cấp điện làm ấm máy theo đặc trưng kỹ thuật quy định nhà sản xuất - Ghi lại điều kiện m i trường lúc thực hiệu chuẩn lần: bắt đầu, trình kết thúc hiệu chuẩn vào bảng 3.1, phụ lục Tiến hành hiệu chuẩn 7.1 Kiểm tra bên Phải kiểm tra bên theo yêu cầu sau: - DUT phải có đầy đủ tên, kiểu mẫu, số máy, nơi sản xuất, hồ sơ kỹ thuật; - Các cơng tắc, phím ấn, núm điều chỉnh, đèn hiển thị,… phải hoạt động bình thường, khơng bị kẹt, hư hỏng 7.2 Kiểm tra kỹ thuật Phải kiểm tra kỹ thuật theo yêu cầu sau đây: - Bật tắt DUT nhiều lần, âm phát phải ổn định; - Kiểm tra nhanh phương tiện đo độ ồn, DUT phải hoạt động bình thường 7.3 Kiểm tra đo lƣờng Chuẩn độ ồn kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp yêu cầu sau đây: 7.3.1 Kết nối thiết bị theo sơ đồ hình Máy phát tín hiệu hình sin Microphone chuẩn Tiền khuếch đại Bộ chuyển mạch Vôn mét Khuếch đại đo lường Máy đếm tần số điện tử DUT Máy đo méo Hình Sơ đồ kết nối thiết bị ĐLVN 314 : 2016 7.3.2 Kiểm tra mức áp suất âm - Đặt DUT tất mức áp suất âm tần số danh định theo đặc trưng kỹ thuật DUT; - Tại điểm đặt đo tính tốn 10 lần giá trị mức áp suất âm DUT theo phương pháp điện áp thay (Xem phụ lục 4), ghi vào bảng 3.2 phụ lục 3; - Xử lý số liệu theo mục 1, phụ lục 7.3.3 Kiểm tra tần số âm - Đặt DUT tất mức áp suất âm tần số danh định theo đặc trưng kỹ thuật DUT - Tại điểm đặt đo ghi lại 10 giá trị tần số vào bảng 3.3 phụ lục 3; - Xử lý số liệu theo mục 2, phụ lục 7.3.4 Kiểm tra độ méo - Đặt DUT mức áp suất âm tần số theo đặc trưng kỹ thuật DUT; - Tại điểm đặt đo ghi lại 10 giá trị độ méo vào bảng 3.3 phụ lục 3; - Xử lý số liệu theo mục 3, phụ lục Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo Theo phụ lục Xử lý chung 9.1 Chuẩn độ ồn sau hiệu chuẩn đáp ứng đầy đủ điều kiện sau cấp chứng hiệu chuẩn (tem hiệu chuẩn, dấu hiệu chuẩn, giấy chứng nhận hiệu chuẩn ) theo quy định: - Trị tuyệt đối độ lệch mức áp suất âm đo mức áp suất âm danh định (theo đặc trưng kỹ thuật DUT) cộng với độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo mức áp suất âm kh ng vượt dung sai cho phép theo bảng 1.1, phụ lục 1; - Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo mức áp suất âm không vượt giới hạn cho phép theo bảng 1.1 phụ lục 1; - Trị tuyệt đối độ lệch theo phần trăm tần số âm đo tần số âm danh định (theo đặc trưng kỹ thuật DUT) cộng với độ kh ng đảm bảo đo ĐLVN 314 : 2016 mở rộng phép đo tần số kh ng vượt dung sai cho phép theo bảng 1.2, phụ lục 1; - Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo tần số âm kh ng vượt giới hạn cho phép theo bảng 1.2, phụ lục 1; - Độ méo đo cộng với độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo méo kh ng vượt dung sai cho phép theo bảng 1.3, phụ lục 1; - Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo méo kh ng vượt giới hạn cho phép theo bảng 1.3, phụ lục 1; 9.2 Chuẩn độ ồn sau hiệu chuẩn kh ng thỏa mãn điều kiện nêu 8.1 kh ng cấp chứng hiệu chuẩn xóa dấu hiệu chuẩn cũ (nếu có) 9.3 Chu kì hiệu chuẩn chuẩn độ ồn 12 tháng Phụ lục ĐẶC TRƢNG KỸ THUẬT ĐO LƢỜNG Dung sai mức áp suất âm độ không đảm bảo đo lớn cho phép Bảng 1.1 Tần số danh định (Hz) Dung sai mức áp suất âm cho phép (dB) Độ kh ng đảm bảo đo lớn cho phép U(P) (dB) Cấp LS Cấp Cấp Cấp LS Cấp Cấp 31,5 đến 4000 đến 8000 - 0,80 - - 0,35 - >8000 đến 16000 - 1,00 - - 0,50 - >1250 đến 4000 Dung sai tần số độ không đảm bảo đo lớn cho phép Bảng 1.2 Độ kh ng đảm bảo đo lớn cho phép U(f) (%) Dung sai tần số cho phép (%) Cấp LS Cấp1 Cấp Cấp LS Cấp1 Cấp 1,0 1,0 2,0 0,3 0,3 0,3 Độ méo độ không đảm bảo đo lớn cho phép Bảng 1.3 Tần số danh định (Hz) Độ méo lớn cho phép (%) Độ kh ng đảm bảo đo lớn cho phép U(D) (%) Cấp LS Cấp1 Cấp Cấp LS Cấp1 Cấp 31,5 đến 1250 đến 16000 - 4,0 - - 1,0 - Phụ lục XỬ LÝ KẾT QUẢ VÀ TÍNH TỐN ĐỘ KHƠNG ĐẢM BẢO ĐO Mức áp suất âm 1.1 Mức áp suất âm tần số mức âm xác định tính theo c ng thức: Pmeas 20 lg(U ) M meas 20 lg(20 10 ) (1) Trong đó: Uo: điện áp hở mạch microphone chuẩn (V) Mmeas: mức độ nhậy microphone chuẩn điều kiện m i trường hiệu chuẩn hiệu chỉnh ảnh hưởng nhiệt độ áp suất sau: Mmeas Mref p (ps ps,ref ) t (t t ref ) h (h h ref ) (2) Mref: mức độ nhạy microphone điều kiện m i trường tham chiếu t: nhiệt độ m i trường hiệu chuẩn (°C) tref: nhiệt độ m i trường tham chiếu = 23°C δt: hệ số nhiệt độ microphone chuẩn (dB/°C) ps: áp suất khí m i trường hiệu chuẩn (kPa) ps,ref: áp suất khí m i trường tham chiếu =101,325 kPa δp: hệ số áp suất microphone chuẩn (dB/kPa) h: độ ẩm m i trường hiệu chuẩn (%) href: độ ẩm m i trường tham chiếu = 50 %RH δh: hệ số độ ẩm microphone chuẩn (dB/%RH) 1.2 Mức áp suất âm quy đổi điều kiện m i trường tham chiếu tính theo c ng thức: pref pmeas Cp Ct Ch (3) Trong đó: ΔCp: số hiệu chỉnh ảnh hưởng áp suất khí Cp 20 lg( ps ) pref (4) ΔCt: số hiệu chỉnh ảnh hưởng nhiệt độ m i trường Ct ' T (t tref ) (5) ΔCh: số hiệu chỉnh ảnh hưởng độ ẩm m i trường Ch ' h (h href ) (6) : hệ số nhiệt độ DUT (dB/°C) : hệ số độ ẩm DUT (dB/%RH) Phụ lục 1.3 Độ kh ng đảm bảo đo (ĐKĐBĐ) M hình tốn học: P U0 S Cp Ct (7) Ch Trong đó: P: áp suất âm tạo hốc DUT (Pa); S: độ nhạy Microphone chuẩn (mV/Pa) 1.3.1 ĐKĐBĐ phép đo áp suất âm tính sau: ĐKĐBĐ tổng hợp phép đo áp suất âm thanh: uc2 ( P) N ci2 ui2 ( x) (8) i ui(x): độ kh ng đảm bảo đo thành phần ảnh hưởng đến phép đo (xem bảng 2.1) ci: hệ số nhạy đạo hàm riêng P theo yếu tố ảnh hưởng c1 1/ S c2 U0 / S (9) (10) Bảng 2.1 Các thành phần độ không đảm bảo đo phép đo mức áp suất âm TT Ký hiệu u (x) u(U) Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo Phép đo điện áp: Phân bố u (U ) u (U1,rdg ) u (U1,cal ) u (U1,err ) u (UG,rdg ) u (UG,cal ) u (UG,err ) Hệ số nhạy ci c1 1.1 u(U1,rdg) Do độ phân tán phép đo điện áp U1, tính từ độ lệch chuẩn từ 10 kết đo 1.2 u(U1,cal) ĐKĐBĐ mở rộng V n mét 1.3 u(U1,err) Sai số năm V n mét 1.4 Do độ phân tán phép đo tỉ số điện u(UG,cal) áp G, tính độ lệch chuẩn cao từ 10 kết đo Ucal Uload Chuẩn 1.5 u(UG,cal) ĐKĐBĐ mở rộng V n mét Chuẩn 1.6 u(UG,err) Sai số năm V n mét Chữ nhật Chuẩn c2 10 u (S ) u(Cp) ĐKĐBĐ mở rộng độ nhạy Microphone chuẩn xác định từ giấy chứng nhận hiệu chuẩn Microphone chuẩn Ảnh hưởng áp suất kh ng khí: u (C p ) u (C p ,cal ) u (C p ,drif ) u (C p ,var ) Chuẩn Chuẩn Chữ nhật 1 Phụ lục TT Ký hiệu u (x) 3.1 u(Cp,cal) Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo ĐKĐBĐ mở rộng thiết bị đo áp suất khí Phân bố Hệ số nhạy ci Chuẩn 3.2 u(Cp,drif) Độ tr i năm thiết bị đo áp suất khí Chữ nhật 3.3 u(Cp,var) Sự thay đối áp suất áp suất khí q trình hiệu chuẩn Chữ nhật u(Ct) Ảnh hưởng nhiệt độ m i trường: u (Ct ) u (Ct ,cal )t u (Ct , var ) 4.1 u(Ct,cal) ĐKĐBĐ mở rộng thiết bị đo nhiệt độ Chuẩn 4.2 u(Ct,var) Sự thay đối nhiệt độ m i trường trình hiệu chuẩn Chữ nhật Ảnh hưởng áp suất khơng khí: u(Ct) 5.1 u(Ch,cal) ĐKĐBĐ mở rộng thiết bị đo độ ẩm khơng khí Chuẩn 5.2 u(Ch,drif) Độ tr i năm thiết bị đo độ ẩm khơng khí Chữ nhật 5.3 u(Ch,var) Sự thay đối độ ẩm m i trường trình hiệu chuẩn Chữ nhật U(R) Độ lặp lại kết đo, xác định từ độ lệch chuẩn từ lần đo Chuẩn u (Ch ) u (Ch ,cal ) u (Ch ,drif ) u (Ch , var ) Độ kh ng đảm bảo đo tổng hợp phép đo mức áp suất âm DUT: uc2 ( P) c1 u (U ) c2 u (S ) u (CP ) u (CtP ) u (Ch ) u ( R) Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo mức áp suất âm DUT: U ( P) k uC ( P) ; Với hệ số phủ k = 2, độ tin cậy 95 % Tần số âm DUT Bảng 2.2 Các thành phần độ không đảm bảo đo phép đo tần số âm TT Ký hiệu u (fi) u(frdg) Do độ phân tán phép đo tần số, tính từ độ lệch chuẩn từ 10 kết đo u(fR) Độ phân giải máy đếm tần số Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo Phân bố Chuẩn Chữ nhật 11 Phụ lục Ký hiệu u (fi) u(fcal) Giá trị hiệu chuẩn máy đếm tần số Chuẩn u(fdrif) Độ tr i năm máy đếm tần số Chữ nhật TT Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo Phân bố Độ kh ng đảm bảo đo tổng hợp phép đo tần số âm DUT: uc2 ( f ) u ( f rdg ) u ( f R ) u ( f cal ) u ( f drif ) Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo tần số âm DUT: U ( f ) k uc ( f ) ; Với hệ số phủ k = 2, độ tin cậy 95 % Độ méo DUT Bảng 2.3 Các thành phần độ không đảm bảo đo phép đo độ méo TT Ký hiệu u (fi) Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo Do độ phân tán phép đo độ méo, tính từ Phân bố u(Drdg) u(DR) Độ phân giải máy đo méo Chữ nhật u(Dcal) Giá trị hiệu chuẩn máy đo méo Chuẩn u(Ddrif) Độ tr i năm máy đo méo Chữ nhật độ lệch chuẩn từ 10 kết đo Độ kh ng đảm bảo đo tổng hợp phép đo tần số âm DUT: uc2 ( D) u ( Drdg ) u ( DR ) u ( Dcal ) u ( Ddrif ) Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo tần số âm DUT: U ( D) 12 k uc ( D) ; Với hệ số phủ k = 2, độ tin cậy 95 % Chuẩn Phụ lục BIÊN BẢN HIỆU CHUẨN Tên quan hiệu chuẩn Số: Tên chuẩn/phương tiện đo: Kiểu: Số: Cơ sở sản xuất: Năm sản xuất: Đặc trưng kỹ thuật: Cơ sở sử dụng: Phương pháp thực hiện: Chuẩn, thiết bị sử dụng: Điều kiện m i trường: Nhiệt độ: ………… oC; Áp suất kh ng khí: ………… kPa Độ ẩm: …………… %RH Người thực hiện: Ngày thực hiện: Địa điểm thực hiện: KẾT QUẢ HIỆU CHUẨN Kiểm tra bên ngoài: Đạt Kh ng đạt Kiểm tra kỹ thuật: Đạt Kh ng đạt Kiểm tra đo lƣờng 3.1 Điều kiện môi trường hiệu chuẩn Bảng 3.1 Nhiệt độ (°C) Áp suất khí (kPa) …… Độ ẩm (%RH) …… …… …… …… …… …… …… …… 3.2 Kiểm tra mức áp suất âm Bảng 3.2 Tần số đặt DUT (Hz) Mức áp suất âm đặt DUT (dB) U1 (V) Uload (V) Ucal (V) Pmeas (dB) U (P) (dB) … … … … … … … 13 Phụ lục Tần số đặt DUT (Hz) Mức áp suất âm đặt DUT (dB) 1000 94 … … U1 (V) …… …… …… … 10…… … Uload (V) Ucal (V) Pmeas (dB) U (P) (dB) … … … … 1.…… 1.…… …… …… …… …… … … 10…… 10…… … … 3.3 Kiểm tra tần số âm độ méo Bảng 3.3 Tần số đặt DUT (Hz) Mức áp suất âm đặt DUT (dB) f (Hz) D (%) U(f) (Hz) U(D) (%) … … … … … … 1.………… ………… ………… 1.……… ……… ……… … … 1000 94 10…… … … 10……… … Kết luận: Ngƣời soát lại 14 Ngƣời thực Phụ lục ĐO ĐIỆN ÁP HỞ MẠCH CỦA MICROPHONE BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỆN ÁP THAY THẾ Tại tần số mức âm bất kì, đo điện áp hở mạch microphone phương pháp điện áp thay tiến hành sau: Bước Lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình Microphone chuẩn DUT Tiền khuếch đại Máy phát tín hiệu hình sin Vôn mét Khuếch đại đo lường U1 Bộ chuyển mạch Hình - Bật DUT, áp suất âm thanh đưa vào microphone ổn định ghi lại giá trị điện áp U1 Vôn mét Bước Tắt nguồn DUT lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình Microphone chuẩn DUT Tiền khuếch đại Máy phát tín hiệu hình sin Vơn mét Khuếch đại đo lường Uload Bộ chuyển mạch Hình 15 Phụ lục - Đặt tần số tín hiệu sin từ máy phát tín hiệu sin đồng với tần số DUT - Điều chỉnh điện áp U2 tín hiệu sin từ máy phát tín hiệu sin cho giá trị điện áp Vôn mét xấp xỉ U1 - Ghi lại giá trị điện áp Uload đo V n mét Bước Lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình Microphone chuẩn DUT Tiền khuếch đại Máy phát tín hiệu hình sin Vơn mét Khuếch đại đo lường Ucal Bộ chuyển mạch Hình - Giữ nguyên điện áp U2 tín hiệu sin từ máy phát tín hiệu sin bước - Ghi lại giá trị điện áp Ucal đo V n mét - Tính tỉ số điện áp: G=Ucal/Uload - Điện áp hở mạch tần số mức âm tính: U0 = U1×G 16