Приложение G (рекомендуемое). Руководство по применению информации для расчета неопределенности измерения

Приложение G
(рекомендуемое)

Руководство по применению информации для расчета неопределенности измерения

G.1 Общие положения

Общий формат представления неопределенности измерения установлен Руководством ИСО/МЭК 98-3. Он предполагает составление бюджета неопределенности, в котором идентифицированы основные источники неопределенности и их вклад в суммарную стандартную неопределенность.

Целесообразно разделить все источники неопределенности на две группы:

a) присущие методу измерения;

b) обусловленные нестабильностью излучаемого шума.

В настоящем приложении приведены основанные на современном уровне знаний рекомендации по применению подхода Руководства ИСО/МЭК 98-3 к измерениям, проводимым в соответствии с настоящим стандартом.

G.2 Определение общего стандартного отклонения

Характеристикой неопределенности измерения является расширенная неопределенность U, непосредственно получаемая из общего стандартного отклонения [см. формулу (34)], которое рассматривается как аппроксимация стандартной неопределенности .

В свою очередь, определяется двумя разными по своей природе составляющими, и [см. формулу (34)].

Оценки и предполагаются статистически независимыми и определяются по отдельности.

Стандартное отклонение , характеризующее излучение конкретной машины, не может быть рассчитано теоретически и поэтому определяется экспериментально (см. раздел G.3). Составляющая, , рассматривается в разделе G.4.

Основные источники вариативности результатов измерений (не относящиеся к рабочим характеристикам источника шума), возможные отклонения от теоретической модели (прямой метод) и погрешности калибровки образцового источника шума (метод сравнения) для методов, установленных настоящим стандартом, связаны с выборкой в звуковом поле и с изменчивостью акустической связи между источником шума и создаваемым им звуковым полем (для разных реверберационных камер и для разных положений источника в этих камерах). Соответствующие составляющие неопределенности можно уменьшить следующими способами:

a) использованием нескольких мест расположения источника шума в камере;

b) улучшением свойств пространственной выборки звукового поля за счет увеличения числа точек установки микрофонов или удлинения траекторий сканирования;

c) установкой низкочастотных поглотителей звука, уменьшающих влияние отдельных акустических мод на неоднородность звукового поля;

d) использованием акустических рассеивателей.

Уменьшить пространственную неоднородность звукового поля в области низких частот можно за счет увеличения объема реверберационной камеры, но следует иметь в виду, что при этом ухудшится точность определения уровней звуковой мощности на высоких частотах. И наоборот, для маленьких камер улучшается характеристика поля на высоких частотах, но при этом существенно ухудшается на низких. Таким образом, если необходимо повысить точность измерений и если в распоряжении испытателя имеются две реверберационные камеры, то можно рассмотреть возможность определения уровней звуковой мощности и звуковой энергии в области низких частот в камере большего размера, а в области высоких частот - в камере меньшего размера.

G.3 Определение стандартного отклонения

Стандартное отклонение , дБ, (см. 10.2) рассчитывают по формуле

.

(G.1)

где - корректированный на фоновый шум уровень звукового давления, полученный в -м повторном измерении в заданной точке при заданных условиях установки и работы источника шума, дБ;

- среднее арифметическое по всем повторным измерениям.

Измерения для определения проводят в точке установки микрофона, где уровень звукового давления максимален. Если используют усреднение по всем точкам измерения, то в формуле (G.1) и заменяют на и соответственно.

В общем случае условия установки и работы машины при измерениях значения ее шумовой характеристики определяются испытательным кодом по шуму. При его отсутствии эти условия должны быть точно определены до проведения испытаний и зафиксированы в протоколе испытаний. Ниже приводятся некоторые рекомендации по определению таких условий и их возможному влиянию на .

Условия работы при испытаниях должны соответствовать нормальному применению машины согласно рекомендациям изготовителя и практике пользователя. Однако даже при заданных нормальных условиях работы машины возможны некоторые вариации в режимах работы, обрабатываемом, потребляемом или производимом материале, между различными циклами работы машины и пр. Стандартное отклонение характеризует неопределенность, связанную как с изменчивостью долговременных условий работы (например, день ото дня), так и с изменением излучаемого шума после повторной установки и пуска машины.

Если машину в любых условиях ее применения устанавливают на пружинах, или на твердый массивный пол, то условия установки будут слабо влиять на результаты измерений. Однако если при испытаниях машину устанавливают на твердый массивный пол, а в условиях применения используют другую опору, то шум машины, может различаться весьма сильно. Составляющая неопределенности, обусловленная установкой машины, будет наибольшей, если машина соединена со вспомогательным оборудованием. Также эта составляющая неопределенности будет велика в случае ручных машин. Необходимо исследовать, как перемещения машины или ее крепления влияют на ее шум. Если необходимо заявить значение шумовой характеристики машины для разных способов ее установки и крепления, то оценивают по результатам измерений при всех возможных способах установки. Если влияние условий установки машины на ее шум известно, то в испытательном коде по шуму или в методике, применяемой пользователем, должен быть определен рекомендуемый способ установки машины при испытаниях.

С точки зрения важности вклада тех или иных источников неопределенности в исследования для определения имеют большее значение, чем связанные с определением [см. формулу (33)]. Это объясняется тем, что может принимать существенно большие значения, чем, например, стандартное отклонение , которое для технического метода измерения, как это следует из таблицы 6, не превышает 1,5 дБ.

Если , то проведение измерений с высокой точностью (т.е. с малым ) теряет практический смысл, поскольку это не способно привести к существенному снижению . Примеры возможных соотношений между и приведены в таблице G.1.

Таблица G.1 - Примеры расчета для разных соотношений между и

Стандартное отклонение воспроизводимости метода , дБ	Общее стандартное отклонение , дБ, для разных условий установки и работы машины, характеризующихся разными значениями , дБ
	Стабильные	Нестабильные	Очень нестабильные
	, дБ
	0,5	2	4
0,5 (точный метод)	0,7	2,1	4,0
1,5 (технический метод)	1,6	2,5	4,3
3 (ориентировочный метод)	3,0	3,6	5,0

Из этих примеров видно, что при нестабильных условиях установки и работы испытуемой машины излишне пытаться обеспечить условия точного метода измерения.

Кроме того, в ситуации, когда , у пользователя стандарта возможно формирование неправильного представления об общей неопределенности измерения, если он ориентируется на класс точности измерений, который в настоящем стандарте определяется только значением .

G.4 Определение стандартного отклонения

G.4.1 Общие положения

Верхние оценки приведены в таблице 2. Кроме того, в 9.3 приведены рекомендации по проведению исследований для получения более реалистичных оценок для отдельных машин или семейств машин. Такие исследования включают в себя либо проведение измерений в условиях воспроизводимости согласно ИСО 5725, либо расчеты на основании математической модели измерения [см. формулу (36)], требующие привлечения дополнительной информации.

Если некоторые источники неопределенности несущественны для конкретных измерительных задач или трудны для исследования, то в испытательном коде по шуму приводят значение , полученное либо в результате межлабораторных сравнительных испытаний, либо рассчитанное на основе модели, которое не учитывает вариативность этих источников.

Расчет на основе бюджета неопределенности предполагает статистическую независимость отдельных источников неопределенности и, главное, наличие уравнений измерения, используя которые можно было бы оценить вклад этих источников по результатам соответствующих измерений или на основе накопленного практического опыта. В настоящее время, однако, объема накопленной экспериментальной информации, которая могла бы быть использована в целях настоящего стандарта, недостаточно. Тем не менее, ниже приводятся данные, которые нельзя рассматривать как окончательные, но которые могут быть использованы для приближенной оценки вкладов отдельных составляющих неопределенности.

G.4.2 Вклад разных источников в

Предварительные исследования показали, что приведенный к нормальным атмосферным условиям уровень звуковой мощности , дБ, может быть представлен следующей зависимостью от влияющих факторов (входных величин), полученной на основе формулы (20):

,

(G.2)

где - входная величина, описывающая влияние применяемого метода измерений, дБ;

- входная величина, описывающая влияние условий установки и работы машины, дБ (эта величина не включена в расчеты );

- средний по реверберационной камере корректированный на фоновый шум уровень звукового давления в третьоктавной полосе частот при работе испытуемого источника шума, дБ (см. 9.1.3);

A - эквивалентная площадь звукопоглощения в камере, , (см. 3.10), ;

- время реверберации камеры для среднегеометрической частоты полосы измерений, с (см. 3.8);

= 1 ;

S - общая площадь поверхности камеры, ;

с - скорость звука, м/с, при температуре воздуха в реверберационной камере во время испытаний °С, определяемая по формуле ;

V - объем камеры, ;

f - среднегеометрическая частота полосы измерений, Гц;

- коррекция на фоновый шум, дБ (см. 9.1.2);

- поправка, учитывающая разность опорных значений для определения уровней звукового давления и звуковой мощности и зависящая от характеристического импеданса воздушной среды в камере во время испытаний, дБ, рассчитываемая по формуле ;

- поправка на импеданс излучения, используемая для приведения к стандартным атмосферным условиям, дБ. Эта величина должна быть определена в соответствующем испытательном коде по шуму. Если такой документ отсутствует, то используют формулу, полученную для источника шума в виде монополя и рассматриваемую как результат усреднения для источников другого вида (см. [23], [31]): ;

- статическое давление в реверберационной камере во время испытаний, кПа;

- нормальное атмосферное давление, = 101,325 кПа;

- температура воздуха в реверберационной камере во время испытаний, °С;

= 314 К;

= 296 К;

- входная величина, описывающая влияние применяемых средств измерений, дБ;

- входная величина, описывающая флуктуации относительной влажности воздуха в реверберационной камере, дБ.

Примечание 1 - Если измеряемой величиной является уровень звуковой энергии, то для нее модель измерения будет иметь вид, аналогичный (G.2).

Примечание 2 - Модель, описываемую формулой (G.2), применяют при измерениях как в полосе частот, так и с коррекцией по частотной характеристике А.

Примечание 3 - Входные величины в формуле (G.2), отражают современное представление о факторах, способных оказать влияние на результат измерения уровня звуковой мощности при испытаниях по настоящему стандарту. Дальнейшие исследования могут показать необходимость модификации этой модели.

Каждой входной величине должно быть приписано соответствующее распределение вероятностей (нормальное, прямоугольное, Стьюдента и т.п.). Лучшей оценкой входной величины будет ее математическое ожидание. Стандартное отклонение распределения входной величины характеризует разброс ее возможных значений и принимается за ее стандартную неопределенность.

Составляющая неопределенности, связанная с условиями установки и работы источника шума, уже учтена в . Остальные входные величины в совокупности характеризуются стандартным отклонением .

Информация об ожидаемых значениях стандартных неопределенностей входных величин , и соответствующих им коэффициентов чувствительности , необходимых для расчета , дБ, по формуле , приведена в таблице G.2.

Для некоторых входных величин соответствующие стандартные неопределенности должны быть получены в результате дополнительных исследований.

Пример информации, необходимой для расчета суммарной стандартной неопределенности при прямом методе измерений, приведен в таблице G.2 и пункте G.4.3, а при измерении методом сравнения - в пункте G.4.4.

G.4.3 Расчет для прямого метода измерений

G.4.3.1 Общие положения

В таблице G.2 приведен пример бюджета неопределенности для расчета стандартного отклонения для прямого метода измерения корректированных по А уровней звуковой мощности.

Входные величины уравнения измерений (G.2) [за исключением (см. G.3)] с обоснованием выбора для них соответствующих распределений вероятности рассматриваются в G.4.3.2 - G.4.3.12. Кроме формул расчета вкладов неопределенностей входных величин в суммарную стандартную неопределенность указываются их примерные оценки.

G.4.3.2 Влияние метода измерения ()

Неопределенность, связанная с применяемым методом измерения, характеризуется смещением метода и стандартной неопределенностью оценки этого смещения . В предположении, что все необходимые поправки к измеренному уровню звуковой мощности внесены должным образом, смещение можно оценить только исходя из практического опыта измерений или по результатам межлабораторных испытаний. В случае детально проработанной модели измерения, в которой учтены все основные влияющие величины и для них получены количественные оценки этого влияния, неопределенность, связанная с методом измерения, будет мала. Если же знаний о возможных влияющих величинах недостаточно, имеются трудности в оценке пределов этого влияния или проводить такую оценку нецелесообразно из практических соображений, то данная составляющая неопределенности может стать доминирующей в оценке . Примером может служить применение метода измерения недостаточно квалифицированным или неопытным испытателем.

Таблица G.2 - Бюджет неопределенности для расчета (для примера измерения прямым методом корректированного по А уровня звуковой мощности источника шума с относительно плоским спектром)

Входная величина (см. G.4.2)	Оценка входной величины, дБ	Стандартное отклонение(a) , дБ	Вид распределения	Коэффициент чувствительности(a)
	0	0,3	Нормальное	1
	(b)		Нормальное
	(b)		Нормальное
	0		Нормальное
	0		Нормальное	4,3N
	0		Нормальное
	0		Прямоугольное
	0		Прямоугольное
	0	0,3	Нормальное	1
	0		Прямоугольное
(а) См. G.4.3.2 - G.4.3.12. (b) Оценка, полученная в результате измерения данной входной величины.

Исследования показывают, что на частотах выше 100 Гц можно принять = 0,3 дБ. На более низких частотах начинает сказываться малое число возбуждаемых акустических мод в камере и недостаточное число точек измерения. Поэтому в области частот ниже 100 Гц в качестве ориентировочной оценки можно принять = 3 дБ.

Смещение, обусловленное методом измерения, непосредственно входит в оценку измеряемой величины, поэтому коэффициент чувствительности = 1.

В рассматриваемом примере измерений на частотах выше 100 Гц вклад данного источника неопределенности в суммарную стандартную неопределенность будет составлять 0,3 дБ.

G.4.3.3 Неоднородность звукового поля во время испытаний

Неопределенность, обусловленная неоднородностью звукового поля, создаваемого испытуемым источником, характеризуется разбросом результатов повторных измерений. Соответственно стандартная неопределенность может быть выражена через выборочное стандартное отклонение результатов этих измерений и рассчитана по формуле

,

где - арифметическое среднее некоррелированных на фоновый шум результатов измерений эквивалентных уровней звукового давления при работе испытуемого источника шума, дБ.

Коэффициент чувствительности c() представляет собой производную функции измерения по (), зависит от уровня фонового шума и рассчитывается по формуле c()=1+.

Это выражение может быть упрощено до с() = 1 + с() и для наихудшего случая, когда уровень шума совпадает с предельно допустимым значением (см. G.4.3.4), может быть принято = 1,1. Если выполнено требование 8.4.2 к числу точек установки микрофонов и местом расположения источника в камере, то в наихудшем случае вклад c() в суммарную стандартную неопределенность не будет превышать 1 дБ при измерениях в третьоктавной полосе частот. Если измерения проводят в широкой полосе частот с использованием коррекции по частотной характеристике А, то вследствие суммирования по полосам частот вклад уменьшится и обычно не будет превышать 0,2 дБ.

Влияние данного источника неопределенности может быть уменьшено за счет увеличения времени реверберации в камере, уменьшения изменчивости уровня звуковой мощности по камере путем применения акустического рассеивателя или за счет увеличения числа точек установки микрофонов и мест расположения испытуемого источника шума. На значение сильно влияет также выбор временного интервала усреднения Т (см. 3.3) Если этот интервал не охватывает достаточное число циклов работы машины, то суммарная стандартная неопределенность может стать недопустимо большой для точного метода измерения.

В рассматриваемом примере вклад в суммарную стандартную неопределенность предполагается равным 0,2 дБ.

G.4.3.4 Коррекция на фоновый шум ()

Стандартная неопределенность , дБ, обусловленная коррекцией на фоновый шум , может быть выражена через выборочное стандартное отклонение по серии повторных измерений фонового шума в одной точке измерений (точке установки микрофона).

Коэффициент чувствительности получают, взяв производную функции измерения по . Согласно формулам (14) и (15) корректированный на фоновый шум уровень звукового давления . дБ, может быть выражен в виде , где . Знак коэффициента чувствительности значения не имеет, поэтому его можно представить в виде

.

Для дБ выражение для () может быть упрощено до вида () = 3,6/ - 0,24. В случае малошумного источника выборочное стандартное отклонение может достигать 3 дБ. В наихудшем случае разность , будет равна 10 ДБ (минимальное допустимое значение на средних частотах по 9.1.2). Это даст значение коэффициента чувствительности () = 0,11 и вклад () () в суммарную стандартную неопределенность, равный 0,3 дБ. В обычных условиях применения прямого метода измерений за счет обеспечения низкого уровня фонового шума данный вклад может быть уменьшен до 0,03 дБ. Уменьшение флуктуации фонового шума уменьшает вклад данной составляющей неопределенности. Существенного уменьшения коэффициента чувствительности можно добиться за счет уменьшения фонового шума посредством выявления его источников с последующим принятием мер по их звукоизоляции или звукопоглощению. Такие меры могут включать в себя устройство надлежащего заземления, изоляцию проводов, виброизоляцию, использование дополнительных масс и дополнительных поглощающих материалов и т.д. Кроме того, можно ожидать, что () снизится примерно вдвое, если вчетверо увеличить временной интервал усреднения Т.

G.4.3.5 Отношение объема камеры к ее поверхности ()

При расчете стандартной неопределенности необходимо учитывать, что данная входная величина представляет собой отношение величин V и S и поставленные им в соответствие случайные величины коррелированны между собой, поскольку зависят от одних и тех же параметров - геометрических размеров камеры , и . Для камеры в форме прямоугольного параллелепипеда предельные отклонения каждого из геометрических размеров от их номинальных значений обычно не превосходят 1%. Тогда u(V/S), дБ, можно аппроксимировать формулой , которая позволяет получить приближенную оценку , равную 0,4% V/S.

Коэффициент чувствительности , получаемый взятием производной функции [формула (G.2)] по V/S, имеет вид

.

Коэффициент чувствительности максимален по модулю в нижней области диапазона частот измерений. Для малой камеры с соотношением и = 1 с коэффициент чувствительности на частоте 200 Гц будет равен минус 0,9. Если принять, что ), дБ, численно равна 0,4% , то вклад данного источника в суммарную стандартную неопределенность в данной третьоктавной полосе частот составит минус 0,003 дБ. На частоте 8 кГц коэффициент чувствительности возрастает до 0,7. Случайные величины, связанные с отношением в третьоктавных полосах частот, коррелированны между собой, поэтому результат расчета неопределенности для широкой, полосы частот с использованием коррекции по частотной характеристике А будет зависеть от спектра излучаемого шума. Обычно вклад данного источника неопределенности в результат измерений с использованием коррекции по частотной характеристике А можно принять равным 0,002 дБ.

G.4.3.6 Объем камеры (V)

Для камеры в форме прямоугольного параллелепипеда предельные отклонения каждого из геометрических размеров камеры , и от их номинальных значений обычно не превосходят 1%. Величине отклонения можно приписать прямоугольное распределение со стандартным отклонением . Тогда стандартная неопределенность объема камеры , дБ, описывается формулой и равна приблизительно 1% объема камеры.

Коэффициент чувствительности c(V) получают дифференцированием [формула (G.2)] по V. При этом игнорируют слагаемое, соответствующее входной величине V/S, поскольку неопределенность для этой входной величины была учтена отдельно в G.4.3.5. В результате получают

.

В предположении, что u(V), дБ, численно равна 1% V, вклад данного источника в суммарную стандартную неопределенность в данной третьоктавной полосе частот составит 0,04 дБ. Следует с особым вниманием относиться к оценкам неопределенности в случаях, когда форма камеры отличается от правильного прямоугольного параллелепипеда, и убедиться в том, что вклад данной составляющей неопределенности в общую неопределенность измерения остается небольшим.

G.4.3.7 Время реверберации ()

Стандартную неопределенность , с, времени реверберации получают из выборочного стандартного отклонения по результатам измерений времени реверберации , с, для среднегеометрической частоты f, Гц, третьоктавной полосы по формуле (модифицированной формуле (10) из [1])

.

Обычно при повторных измерениях выбирают = 120.

Коэффициент чувствительности с() получают дифференцированием неявной зависимости от [в формуле (G.2) от зависит эквивалентная площадь звукопоглощения А] по , что позволяет его рассчитать по формуле

.

Пусть источник излучает шум с доминирующей частотой около 500 Гц и пусть на этой частоте время реверберации = 1 с. Предполагая = 0,2 с, получим значение коэффициента чувствительности = -5 дБ/с. Тогда вклад данного источника неопределенности в суммарную стандартную неопределенность будет равен (по модулю) 1 дБ. Учитывая, что время реверберации обычно превышает 1 с, а также суммирование по третьоктавным полосам частот, типичный вклад неопределенности определения времени реверберации в стандартную неопределенность результата измерений можно считать равным 0,05 дБ. Этот вклад можно уменьшить за счет увеличения времени реверберации , улучшения условий повторяемости при определении , а также увеличения числа повторных измерений.

G.4.3.8 Температура воздуха ()

В рассматриваемом примере предполагается, что изменения температуры , °С, происходят в диапазон и характеризуются прямоугольным распределением в пределах этого диапазона. Тогда стандартная неопределенность будет равна стандартному отклонению данного распределения, т.е. .

В формуле (G.2) зависимость от температуры учитывается параметрами , и А. Для определения коэффициента чувствительности осуществляют дифференцирование по этим параметрам и этих параметров по . При дифференцировании параметра А принимают А = S, а оценку производной получают из [16]. Коэффициент звукопоглощения определяют по коэффициенту звукопоглощения в камере , звукопоглощению в воздухе на единицу пути , оценке Сэбина среднего пути между двумя последовательными отражениями в камере 4 V/S (что для камер объемом от 70 до 200  дает значение среднего пути приблизительно 3,3 м). С учетом этого формула для коэффициента чувствительности с() принимает вид

,

где Н - относительная влажность воздуха в камере, %;

f - максимальная среднегеометрическая частота третьоктавной полосы, уровень звукового давления в которой оказывает существенное влияние на результат измерения корректированного по А уровня звуковой мощности.

Требования, определенные таблицей 3, ограничивают вклад данного источника неопределенности значением 1,0 на частоте 10 кГц. В предположении, что большая часть звуковой мощности источника шума сосредоточена в области ниже 1 кГц, и с учетом требований к относительной влажности воздуха по таблице 3 получаем снижение данного ограничения до 0,5 Б. Это близко к значению, получаемому с использованием вышеприведенной формулы. Обычно для источника, работа которого не влияет на температуру в помещении, не превысит 0,05 дБ.

Принятие специальных мер по обеспечению стабильной температуры в реверберационной камере или сокращение общего времени измерений позволит уменьшить составляющую неопределенности определения температуры воздуха. Коэффициент чувствительности уменьшается при повышении температуры и влажности.

G.4.3.9 Статическое давление ()

В рассматриваемом примере предполагается, что результат измерений статического давления находится в диапазоне кПа и характеризуется прямоугольным распределением в пределах этого диапазона. Тогда стандартная неопределенность будет равна стандартному отклонению данного распределения, т.е. .

Коэффициент чувствительности получают дифференцированием неявной зависимости от [в формуле (G.2) от зависят поправки и ] по , что позволяет его рассчитать по формуле

.

Вклад в суммарное стандартное отклонение данного источника определенности обычно мал и не превышает 0,05 дБ. Однако изменение статического давления может влиять на воспроизводимость условий работы источника шума, увеличивая .

G.4.3.10 Инструментальная неопределенность ()

При измерениях звуковой мощности с использованием шумомеров класса 1 стандартная неопределенность , обусловленная применяемым средством измерений, будет равна приблизительно 0,3 дБ (см. [29]). Это значение близко к результатам сравнительных испытаний, в которых участвовали национальные лаборатории разных стран.

Инструментальная неопределенность дает непосредственный вклад в неопределенность измеряемой величины, поэтому соответствующий коэффициент чувствительности равен единице, а вклад данного источника неопределенности в суммарную стандартную неопределенность составляет 0,3 дБ. Факторы, влияющие на инструментальную неопределенность при применении шумомеров, подробно рассматриваются в МЭК 61672-1. При использовании метода сравнения коэффициент чувствительности будет ниже, но при этом необходимо учитывать дополнительную неопределенность, связанную с применяемым образцовым источником шума.

G.4.3.11 Относительная влажность ()

В рассматриваемом примере предполагается, что изменения относительной влажности Н, Па, происходят в диапазон и характеризуются прямоугольным распределением в пределах этого диапазона. Тогда стандартная неопределенность будет равна стандартному отклонению данного распределения, т.е. .

Коэффициент чувствительности с(Н) получают из формулы (G.2) аналогично G.4.3.8. При Н > 10% имеет место формула

,

где f - максимальная среднегеометрическая частота третьоктавной полосы, уровень звукового давления в которой оказывает существенное влияние на результат измерения корректированного по А уровня звуковой мощности.

Требования, определенные таблицей 3, ограничивают вклад значением 1,0 на частоте 10 кГц. В предположении, что большая часть звуковой мощности источника шума сосредоточена в области ниже 1 кГц, получаем снижение данного ограничения до 0,5 Б. Это близко к значению, получаемому с использованием вышеприведенной формулы. Обычно вклад данного источника неопределенности не превышает 0,05 дБ.

Принятие специальных мер по обеспечению стабильности влажности воздуха и сохранению условий ее равновесия в реверберационной камере или сокращение общего времени измерений позволит уменьшить . Коэффициент чувствительности уменьшается при повышении влажности.

G.4.3.12 Типичные значения

С учетом изложенного в G.4.3.2 - G.4.3.11 и формулы (G.2) можно получить оценку типичного значения , дБ по формуле

.

G.4.4 Расчет для метода сравнения

Бюджет неопределенности для метода сравнения может быть получен на основе бюджета неопределенности для прямого метода, применяемого как для испытуемого [для получения ] так и образцового [для получения ] источника шума. Тогда может быть рассчитан по формуле

.

Источники неопределенности при измерении шума испытуемого источника и образцового источника шума в основном одни и те же, что приводит к увеличению вклада каждого такого источника в общую неопределенность измерения приблизительно на 40% по сравнению с прямым методом. Вместе с тем в методе сравнения не используются значения времени реверберации , объема V и площади поверхности S камеры, и, соответственно, отсутствуют неопределенности, связанные с этими значениями, как для испытуемого, так и для образцового источника шума. Кроме того, при использовании метода сравнения частично взаимно исключаются погрешности, связанные с выборкой , методом () и применяемым шумомером (), если испытуемый источник и образцовый источник шума устанавливают в камере в одних и тех же местах, а измерения шума проводят в одних и тех же точках установки микрофонов. Учесть уменьшение вклада неопределенности, связанной с объемом выборки, можно уменьшением коэффициента чувствительности в измерениях для испытуемого источника и образцового источника шума до 0,5. Как и в примере для прямого метода измерений (см. G.4.3.3), при соблюдении требования 8.4.2 к точкам установки микрофонов можно ожидать, что в наихудшем случае (когда в спектре шума преобладает узкополосная составляющая) стандартная неопределенность не превысит 1 дБ. С учетом того, что = 0,5, вклад данного источника неопределенности не превысит 0,5 дБ, а типичным значением будет 0,1 дБ.

Если измерения шума проводят на коротком временном интервале, то систематические эффекты, связанные с калибровкой шумомера, диаграммой направленности, коррекцией по частотной характеристике, температурой, давлением и влажностью воздуха, за счет сравнения результатов измерений для испытуемого источника и образцового источника шума компенсируются. Однако поскольку оценку неопределенности измерения для испытуемого источника и образцового источника шума выполняют по отдельности, а затем полученные оценки суммируют, для учета этой компенсации следует уменьшить значение коэффициента чувствительности . Если принять = 0,5, то вклад инструментальной неопределенности в суммарное стандартное отклонение составит 0,15 дБ. Используя те же соображения для неопределенности, обусловленной методом измерения, можно принять = 0,5 и = 0,15 дБ.

Используя ту же формулу для расчета , дБ, что и для расчета в прямом методе измерения, но с учетом указанного выше обнуления отдельных составляющих и уменьшения вклада других, получим значение

.

При расчете подход будет аналогичным за исключением того, что во внимание необходимо принять дополнительный источник неопределенности, связанный с калибровкой, условиями установки и работы образцового источника шума и характеризуемый стандартным отклонением . Обычно после внесения всех поправок, указанных изготовителем, можно принять = 0,5 дБ. Вклад неопределенности, связанной с неоднородностью создаваемого образцовым источником шума звукового поля можно принять равным 0,03 дБ. Даже в самых неблагоприятных обстоятельствах звуковая мощность образцового источника шума будет значительно превышать фоновый шум, поэтому можно принять () () = 0,0 дБ. С учетом сказанного получим для , дБ:

.

Как видно из рассмотренного примера, вклад некоторых источников неопределенности незначителен по сравнению с другими, и такие источники могут не учитываться при составлении бюджета неопределенности для конкретной измерительной задачи. Усилия по ограничению суммарной стандартной неопределенности должны быть сосредоточены на ограничении влияния доминирующих источников неопределенности.

G.5 Суммарная стандартная неопределенность

В случае незначительной корреляции между входными величинами суммарную стандартную неопределенность , дБ, уровня звуковой мощности , дБ, рассчитывают по формуле

.

(G.3)

G.6 Использование результатов измерений в условиях воспроизводимости

При отсутствии информации о составляющих неопределенности и возможных корреляциях между входными величинами в качестве суммарной стандартной неопределенности может быть использовано стандартное отклонение воспроизводимости (см. раздел 9). Затем для получения расширенной неопределенности U выбирают значение коэффициента охвата . По умолчанию интервал охвата определяют для вероятности охвата 95%. Тогда в предположении нормального распределения случайной величины, ассоциированной с измеряемой величиной , значение коэффициента охвата будет = 2. Чтобы избежать неправильного толкования, вместе с расширенной неопределенностью в протоколе испытаний следует указывать примененное значение вероятности охвата.