Измеритель шума (стр. 10 из 18)

Виходячи із заданої похибки поля в точці вимірювання, розрахуємо припустимі значення різниці рівнів при контролі вільного поля за методами подвоєння вимірювальної відстані й ділення цієї відстані навпіл.

Відкладемо по осі абсцис (Рис. 3.1. Визначення впливу відбитого

звуку на похибку вимірів у вільному звуковому полі.) відносні відстані до крапкового джерела r/r₀ у логарифмічному масштабі та виберемо вимірювальну точку на відстані r/r₀= 1.

По осі ординат відкладемо перевищення рівня в порівнянні із рівнем на вимірювальній відстані, прийнятій за 0.

Визначимо різницю рівнів у крапках b₁ і b₂ якщо пряма а₁ а₂ відповідає закону оберненої пропорційності між звуковим тиском v відстанню до випромінювача, а відрізок Δ=а₁b₁ =1 дБ представляє припустиму похибку поля в точці виміру.

Рис. 3.1

Рівень відбитого звуку L_від для кривій (b_0,5, b₁, b₂), визначимо як енергетичну різницю між рівнем у точках b₁ і а_1. Тому що рівні в цих точках розрізняються на 1 дБ, енергетична різниця рівнів буде на 5,8 дБ менше, ніж рівень у точці а₁, тобто у всіх точках приміщення

L_від =L_a1 — 5,8 дБ.

Прийнявши для визначеності, наприклад, L_a1=70 дБ, одержуємо L_від =64,2 дБ. Рівень у точці b₂ дорівнює енергетичній сумі рівнів у точці аз прямого звуку й рівня L_від , обчисленого раніше. Тому що рівень у точці а₂ на 6 дБ менше, ніж у точці а₁, то його величина дорівнює L_a2=70—6 =64 дБ. Енергетична сума L_a2 і L_отр буде дорівнюєвати відповідно до номограми,

66,9 дБ. Інакше кажучи, рівень у точці b₂ (L_b2 ) виявляється рівним 66,9 дБ, а рівень у точці b₁ (L_b1 ) — рівним 70 + 1 = 71 дБ.

При контролі поля визначають арифметичну різницю рівнів у точках b₁ і b₂, що у нашім випадку виявляється рівної 71—66,9=4,1 дБ. Аналогічно, для випадку контролю поля за методом ділення вимірювальної відстані навпіл отримаємо арифметичну різницю рівнів у точках b_0,5 і b₁, рівну 5,3 дБ.

Результати 4,1 і 5,3 дБ справедливі при будь-яких значеннях рівня L_аl при заданій похибки в точці а₁, рівної 1 дБ, тобто в певному заглушеному приміщенні. Отже, якщо допустити в точці виміру похибку поля, рівну 1 дБ, тобто при контролі поля за методом подвоєння відстані варто допустити різницю рівнів не менш 4,1 дБ, а при контролі за методом ділення вимірювальної відстані навпіл — не менш 5,3 дБ

Для припустимої похибки Δ=1,5 дБ отримаємо відповідно 3,3 і 5,0 дБ. Для припустимої похибки Δ= 2 дБ — відповідно 2,8 і 4,5 дБ. Можуть бути обчислені також мінімально припустимі різниці рівнів для проміжних точок кривої спаду рівнів звукового тиску.

У табл. 3.3. наведені значення мінімально припустимої різниці для Δ= 1,5 дБ.

Таблиця 3.3

Мінімально припустимі різниці рівнів при контролі вільного поля ΔL у децибелах на вимірювальній відстані r/r₀=1 і на допоміжній вимірювальній поверхні на відстані r/r₀

r/r0	ΔL,дБ	r/r0	ΔL, дБ	r/r0	ΔL, дБ	r/r0	ΔL, дБ
0,50	5,0	0,58	3,8	0,66	2,8	1,90	3,1
0,51	4,8	0,59	3,7	0,67	2,7	1,95	3,2
0,52	4,6	0,60	3,5	1,60	2,5	2,00	3,3
0,53	4,5	0,61	3,4	1,65	2,6	2,10	3,4
0,54	4,3	0,62	3,3	1,70	2,7	2,20	3,6
0,55	4,2	0,63	3,2	1,75	2,8	2,30	3,7
0,56	4,l	0,64	3,1	1,80	2,9	2,40	3,8
0,57	3,9	0,65	2,9	1,85	3,0	2,50	3,9

Відбите поле також контролюють за допомогою допоміжного джерела. При цьому визначають мінімальну відстань від джерела, починаючи з якого на даній частоті можна зневажити прямим випромінюванням і вибрати вимірювальні точки. Систематичною погрішністю виміру (у цьому випадку) буде різниця між сумарним рівнем звукового тиску (прямий звук і звук відбиття) і відбитим рівнем звукового тиску. Величина цієї похибки звичайно не перевищує 1 — 2 дБ на відстанях, рівних або більших, ніж три граничних радіуси.

Якщо при вимірюванні рівня звукової потужності у відбитому полі прагнуть досягти похибку вимірів менше, ніж 2 дБ, то до результату обчислення рівня звукової потужності додають виправлення в децибелах, що враховує збільшення щільності звукової енергії біля стінок приміщення (чисельник) і зростання звукового тиску поблизу джерела (знаменник) у порівнянні з тиском у точці вимірювання:

Δ=10*lg[(1+S_v^λ/8*V)/(1-α)],

де S_v - площа поверхонь, що обгороджують, приміщення, м²;

V — об'єм приміщення, м³;

λ, — довжина хвилі, м;

середній коефіцієнт поглинання;

А — еквівалентна площа звукопоглинання, м².

Відповідна систематична похибку зростає в області низьких частот пропорційно збільшенню чисельника і в області високих частот пропорційно зменшенню знаменника. Систематичні похибки, пов'язані з полем, при вимірі за методом зразкового джерела шуму не грають істотної ролі. Вони можуть впливати на результати, якщо випробувана машина має значну спрямованість випромінювання, що відрізняється від спрямованості зразкового джерела шуму.

При вимірі в ближньому полі, на відстані 1 м від зовнішнього контуру машин з l_mах >0,75 м, похибки, пов'язані з полем інтерференції, не піддаються точному обліку. Звукове поле в приміщенні при цьому контролюють, як прийнято для випадку вільного поля.

3.7. Помилки, пов’язані з акустичними завадами

Розрізняють постійні і коливні в часі систематичні похибки, пов'язані з акустичними перешкодами.

У першому випадку відповідне виправлення до результату виміру ΔL обчислюють за правилом вирахування рівнів, причому від сумарного рівня L_cyм (рівень сигналу плюс рівень перешкод) віднімають рівень перешкод L_пер , вимірювальний при виключеному випробуваному джерелі шуму. Різниця L_cyм - L_пер, від 9 до 6 дБ відповідає ΔL=1 дБ, різниця від 5 до 4 дБ відповідає ΔL = 2 дБ.

Систематичні похибки через передачу структурного звуку важко піддаються обліку, і стандарти рекомендують зменшувати їх за допомогою належного фундаменту й амортизаторів.

Приклад. Обчислити випадкову похибку вимірів. Результати вимірів в одній точці вільного поля на вимірювальній поверхні L_k і у вісьмох точках Lі, наведені в таблиці 3.4 та 3.5.

Таблиця 3.4

Виміри вільного поля на вимірювальній поверхні L_k

, дБ	, дБ
80	16
84	0
83	1
85	1
84	0
87	9
85	1
82	4
86	4
83	1

Для однієї точки на вимірювальній поверхні вимірів:

;

дБ;

дБ.

Для восьми точок на вимірюваній поверхні наведені у таблиці 3.5.