ĐLVN 314:2016 Chuẩn độ ồn. Quy trình hiệu chuẩn

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]

ĐLVN VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM

ĐLVN 314 : 2016

CHUẨN ĐỘ ỒN

QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN

Sound calibrator – Calibration procedure

Lời nói đầu:

ĐLVN 314 : 2016 thay ĐLVN 206 : 2009

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

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:

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

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;

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)

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

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)

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

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

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

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)

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:

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

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