Văn bản kỹ thuật này quy định quy trình hiệu chuẩn các chuẩn độ ồn: cấp LS, cấp 1, cấp 2, có đặc trưng kỹ thuật đo lường quy định trong phụ lục 1 dùng để kiểm định các phương tiện đo đ[r]
(1)ĐLVN VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM
ĐLVN 314 : 2016
CHUẨN ĐỘ ỒN
QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN Sound calibrator – Calibration procedure
(2)Lời nói đầu:
ĐLVN 314 : 2016 thay ĐLVN 206 : 2009
(3)(4)VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM ĐLVN 314 : 2016
Chuẩn độ ồn – Quy trình hiệu chuẩn
Sound calibrator – Calibration procedure
1 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
2 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
3 Các phép hiệu chuẩn
Phải tiến hành phép hiệu chuẩn ghi bảng
Bảng
TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều mục quy trình
1 Kiểm tra bên 7.1
2 Kiểm tra kỹ thuật 7.2
3 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
(5)ĐLVN 314 : 2016
4 Phƣơng tiện hiệu chuẩn
Các phương tiện đo dùng hiệu chuẩn chuẩn độ ồn nêu bảng
Bảng
TT Tên phƣơng tiện
dùng để hiệu chuẩn Đặc trƣng kỹ thuật đo lƣờng
Áp dụng cho điều mục
quy trình 1 Chuẩn đo lƣờng
Microphone chuẩn 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
2 Phƣơng tiện đo
2.1 Bộ tiền khuếch đại Dải tần: (20 20 000) Hz 7.3 2.2 Bộ khuếch đại đo
lường Dải tần: (20 20 000) Hz 7.3
2.3 Máy phát tín hiệu sin
Dải tần: (20 20 000) Hz
Sai số: ± 0,1 % 7.3
2.4 Vôn mét Dải tần: (20 20 000) Hz
Sai số: ± 0,3 % 7.3
2.5 Máy đếm tần số Dải tần: (20 20 000) Hz
Sai số: ± 0,1 % 7.3
2.6 Máy đo méo Dải tần: (20 20 000) Hz
Pham vi đo: (0,1 10) % 7.3
2.7 Phương tiện đo m i trường
- 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
6
3 Phƣơng tiện phụ
Phương tiện đo độ
ồn Phạm vi đo: (30 130) dB 7.2
5 Điều kiện hiệu chuẩn
Khi tiến hành hiệu chuẩn phải đảm bảo m i trường hiệu chuẩn yên tĩnh điều kiện sau đây:
(6)ĐLVN 314 : 2016
- Độ ẩm khơng khí: (25 70) %RH;
- Mức áp suất âm m i trường hiệu chuẩn < 75 dB
6 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
7 Tiến hành hiệu chuẩn
7.1 Kiểm tra bên
Phải kiểm tra bên ngồi theo u 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, không 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:
7.3.1Kết nối thiết bị theo sơ đồ hình
Hình Sơ đồ kết nối thiết bị
Vôn mét
Tiền khuếch đại
Bộ chuyển mạch Microphone
chuẩn
DUT
Khuếch đại đo lường
Máy đếm tần số điện tử
Máy đo méo Máy phát tín
(7)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
8 Ƣớc lƣợng độ không đảm bảo đo
Theo phụ lục
9 Xử lý chung
9.1 Chuẩn độ ồn sau hiệu chuẩn đáp ứng đầy đủ điều kiện sau
được 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;
(8)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)Phụ lục 1
ĐẶC TRƢNG KỸ THUẬT ĐO LƢỜNG
1 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 <160 - 0,50 - - 0,20 -
160 đến 1250 0,20 0,40 0,75 0,10 0,15 0,35
>1250 đến 4000 - 0,60 - - 0,25 -
>4000 đến 8000 - 0,80 - - 0,35 -
>8000 đến 16000 - 1,00 - - 0,50 -
2 Dung sai tần số độ không đảm bảo đo lớn cho phép
Bảng 1.2
Dung saitần số cho phép (%) Độ kh ng đảm bảo đo lớn cho phép U(f)(%)
Cấp LS Cấp1 Cấp Cấp LS Cấp1 Cấp
1,0 1,0 2,0 0,3 0,3 0,3
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 <160 - 4,0 - - 1,0 -
160 đến 1250 2,5 3,0 4,0 0,5 0,5 1,0
(10)Phụ lục
XỬ LÝ KẾT QUẢ VÀ TÍNH TỐN ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO
1 Mức áp suất âm
1.1 Mức áp suất âm tần số mức âm xác định tính theo c ng thức: ) 10 20 lg( 20 ) lg( 20 meas
meas U M
P (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:
meas ref p s s,ref t ref h ref
M M (p p ) (t t ) (h h ) (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:
h t p meas
ref p C C C
p (3)
Trong đó:
ΔCp: số hiệu chỉnh ảnh hưởng áp suất khí
) lg( 20 ref s p p p
C
(4)
ΔCt: số hiệu chỉnh ảnh hưởng nhiệt độ m i trường
) (
'
ref T
t t t
C
(5)
ΔCh: số hiệu chỉnh ảnh hưởng độ ẩm m i trường
) (
'
ref h
h h h
C
(6)
(11)Phụ lục
1.3 Độ kh ng đảm bảo đo (ĐKĐBĐ) M hình tốn học:
h t
p C C
C S U
P (7)
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:
) ( ) ( 2 x u c P u i N i i
c
(8)
ui(x): là 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
S
c1 1/ (9)
2
2 U /S
c (10)
Bảng 2.1 Các thành phần độ không đảm bảo đo phép đo mức áp suất âm thanh
TT Ký hiệu
u(x)
Nguyên nhân gây độ không đảm
bảo đo Phân bố
Hệ số nhạy ci
1 u(U)
Phép đo điện áp:
) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( , , , , , , 2 err G cal G rdg G err cal
rdg u U u U u U u U u U
U u U
u c1
1.1 u(U1,rdg)
Do độ phân tán phép đo điện áp U1,
được tính từ độ lệch chuẩn từ 10 kết đo
Chuẩn
1.2 u(U1,cal) ĐKĐBĐ mở rộng V n mét Chuẩn
1.3 u(U1,err) Sai số năm V n mét Chữ nhật
1.4 u(UG,cal)
Do độ phân tán phép đo tỉ số điện 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
2 u(S)
ĐKĐBĐ mở rộng độ nhạy Microphone chuẩn xác định từ giấy chứng nhận hiệu chuẩn Microphone chuẩn
Chuẩn c2
3 u(Cp) Ảnh hưởng áp suất kh ng khí:
) ( ) ( ) ( )
( ,var
, , 2 p drif p cal p
p u C u C u C
C
(12)Phụ lục
TT Ký hiệu
u(x)
Nguyên nhân gây độ không đảm
bảo đo Phân bố
Hệ số nhạy ci
3.1 u(Cp,cal)
ĐKĐBĐ mở rộng thiết bị đo áp suất
khí Chuẩn
3.2 u(Cp,drif) Độ tr i năm thiết bị đo áp suất khí
quyển Chữ nhật
3.3 u(Cp,var) Sự thay đối áp suất áp suất khí
trong q trình hiệu chuẩn Chữ nhật u(Ct) Ảnh hưởng nhiệt độ m i trường:
) ( ) ( )
( ,var
2 , 2 t cal t
t u C t u C
C
u
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
quá trình hiệu chuẩn Chữ nhật
5 u(Ct)
Ảnh hưởng áp suất khơng khí: ) ( ) ( ) ( )
( ,var
2 , , 2 h drif h cal h
h u C u C u C
C
u
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
6 U(R) Độ lặp lại kết đo, xác định
từ độ lệch chuẩn từ lần đo Chuẩn Độ kh ng đảm bảo đo tổng hợp phép đo mức áp suất âm DUT:
) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( 2 2
2 2 R u C u C u C u S u c U u c P
uc P tP h
Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo mức áp suất âm DUT: )
( )
(P k u P
U C ; Với hệ số phủ k = 2, độ tin cậy 95 %
2 Tần số âm DUT
Bảng 2.2 Các thành phần độ không đảm bảo đo phép đo tần số âm thanh
TT Ký hiệu
u(fi)
Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo Phân bố
1 u(frdg) Do độ phân tán phép đo tần số, tính từ
(13)Phụ lục
TT Ký hiệu
u(fi) Nguyên nhân gây độ không đảm bảo đo Phân bố
3 u(fcal) Giá trị hiệu chuẩn máy đếm tần số Chuẩn
4 u(fdrif) Độ tr i năm máy đếm tần số Chữ nhật
Độ kh ng đảm bảo đo tổng hợp phép đo tần số âm DUT: )
( ) ( ) ( ) ( )
( 2 2
2
drif cal
R rdg
c f u f u f u f u f
u
Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo tần số âm DUT: )
( )
(f k u f
U c ; Với hệ số phủ k = 2, độ tin cậy 95 %
3 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 Phân bố
1 u(Drdg)
Do độ phân tán phép đo độ méo, tính từ
độ lệch chuẩn từ 10 kết đo Chuẩn
2 u(DR) Độ phân giải máy đo méo Chữ nhật
3 u(Dcal) Giá trị hiệu chuẩn máy đo méo Chuẩn
4 u(Ddrif) Độ tr i năm máy đo méo Chữ nhật
Độ kh ng đảm bảo đo tổng hợp phép đo tần số âm DUT: )
( ) ( ) ( ) ( )
( 2 2
2
drif cal
R rdg
c D u D u D u D u D
u
Độ kh ng đảm bảo đo mở rộng phép đo tần số âm DUT: )
( )
(D k u D
(14)Phụ lục
Tên quan hiệu chuẩn BIÊN BẢN 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: ………… o
C; Áp suất kh ng khí: ………… kPa Độ ẩm: ……… %RH
Người thực hiện: Ngày thực hiện:
Địa điểm thực hiện:
KẾT QUẢ HIỆU CHUẨN
1 Kiểm tra bên ngoài: Đạt Kh ng đạt
2 Kiểm tra kỹ thuật: Đạt Kh ng đạt
3 Kiểm tra đo lƣờng
3.1 Điều kiện môi trường hiệu chuẩn
Bảng 3.1
Nhiệt độ (°C) Độ ẩm (%RH) Áp suất khí
(kPa)
…… …… ……
…… …… ……
…… …… ……
3.2 Kiểm tra mức áp suất âm
Bảng 3.2
Tần số đặt trên DUT
(Hz)
Mức áp suất âm đặt
trên DUT (dB)
U1 (V) Uload (V) Ucal (V)
Pmeas
(dB)
U (P) (dB)
(15)Phụ lục
Tần số đặt trên DUT
(Hz)
Mức áp suất âm đặt
trên DUT (dB)
U1 (V) Uload (V) Ucal (V)
Pmeas (dB)
U (P) (dB)
1000 94
1.…… 2.…… 3.……
… 10……
1.…… 2.…… 3.……
… 10……
1.…… 2.…… 3.……
… 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) (%)
… … … … … …
1000 94
1.………… 2.………… 3.…………
10……
1.……… 2.……… 3.………
10………
… …
… … …
4 Kết luận:
(16)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 1. Lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình
Hình
-Bật DUT, áp suất âm thanh đưa vào microphone ổn định ghi lại giá trị điện áp U1 Vôn mét
Bước 2. Tắt nguồn DUT lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình
Hình
U1
Bộ chuyển mạch Khuếch đại đo
lường
Tiền khuếch đại Máy phát tín hiệu
hình sin
Vơn mét Microphone
chuẩn
DUT
Uload
Bộ chuyển mạch Khuếch đại đo
lường
Tiền khuếch đại Máy phát tín hiệu
hình sin
Vơn mét Microphone
chuẩn
(17)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 3. Lắp đặt thiết bị theo sơ đồ hình
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
Bộ chuyển mạch Khuếch đại đo
lường
Tiền khuếch đại Máy phát tín hiệu
hình sin
Vôn mét Microphone
chuẩn
DUT