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

Приложение Е
(рекомендуемое)

Руководство
по применению информации для расчета неопределенности измерения

Е.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.

Е.2 Определение общего стандартного отклонения

Характеристикой неопределенности измерения является расширенная неопределенность U, непосредственно получаемая из общего стандартного отклонения [см. формулу (23)], которое рассматривается как аппроксимация стандартной неопределенности u().

В свою очередь, определяется двумя разными по своей природе составляющими, и [см. формулу (22)].

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 Е.3). Составляющая, , рассматривается в разделе Е.4.

Примечание - Неопределенность измерения может увеличиться, если шум, излучаемый испытуемым источником, содержит узкополосные составляющие или дискретные тоны. Еще одним источником дополнительной неопределенности является установка образцового источника шума в местах, отличных от калибровочного положения. Влияние данных факторов особенно сильно проявляется на низких частотах.

Е.3 Определение стандартного отклонения

Стандартное отклонение , дБ, (см. 9.2) рассчитывают по формуле

.

(Е.1)

где - корректированный на фоновый шум уровень звукового давления, полученный в j-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 измерений, то в формуле (Е.1) и заменяют на и соответственно.

В общем случае условия установки и работы испытуемого источника при измерениях значения его 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 испытуемого источника согласно рекомендациям изготовителя и практике пользователя. Однако даже при заданных нормальных условиях возможны некоторые вариации в режимах работы, обрабатываемом, потребляемом или производимом материале, между различными циклами работы 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 испытуемого источника.

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 (22)]. Это объясняется тем, что может принимать существенно большие значения, чем, например, стандартное отклонение , которое для технического метода измерения, как это следует из таблицы 2, 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 Е.1.

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 .

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

Стандартное отклонение воспроизводимости метода , дБ	Общее стандартное отклонение , дБ, для разных условий установки и работы испытуемого источника шума, 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

Е.4 Определение стандартного отклонения

Е.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 (25)], 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.

Е.4.2 Вклад разных источников в

Е.4.2.1 Общие положения

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

.

(E.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 на измерительной поверхности корректированный на фоновый шум уровень звукового давления при работе испытуемого источника, дБ (см. 8.2);

- коррекция на фоновый шум, дБ (см. 8.1);

- поправка на импеданс излучения, используемая для приведения к стандартным атмосферным условиям, дБ (см. приложение С);

- входная величина, описывающая влияние выбора точек измерений, дБ;

- входная величина, описывающая влияние конечного числа точек измерений и мест расположения образцового источника шума, дБ;

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

- входная величина, описывающая флуктуации температуры воздуха в испытательном пространстве, дБ;

- уровень звуковой мощности образцового источника шума в октавной полосе частот (см. 8.3.1) (этот влияющий фактор учитывает также отклонении условий работы образцового источника шума от номинальных), дБ;

- средний по точкам измерений эквивалентный уровень звукового давления образцового источника шума в октавной полосе частот (см. 8.2), дБ;

- коррекция на фоновый шум для образцового источника шума, дБ (см. 8.1).

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

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

Примечание 3 - Входные величины в формуле (Е.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 Е.2 для условий технического метода измерений.

Таблица Е.2 - Бюджет неопределенности для расчета (для примера измерения уровня звуковой мощности источника шума с относительно плоским спектром в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 500 до 4000 Гц или корректированного по А)

Входная величина (см. Е.4.2)	Оценка входной величины(а), дБ	Стандартное отклонение(a) , дБ	Вид распределения	Коэффициент чувствительности(а)
	0	0,5	Нормальное	1
	(b)		Нормальное
	(b)		Нормальное
	(b)	0,3	Треугольное	1
	0		Прямоугольное
	0		Нормальное	0,5
	0	0,5	Нормальное	0,5
	0		Прямоугольное
	(b)	0,5	Нормальное	1
	(b)		Нормальное
	(b)		Нормальное
(а) См. E.4.2.2 - E.4.2.11. (b) Оценка, полученная в результате измерения данной входной величины.

Расчет выполнен в предположении, что все входные величины некоррелированны.

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

Пример информации, необходимой для расчета суммарной стандартной неопределенности, приведен в таблице Е.2 и в Е.4.2.2 - Е.4.2.11.

Е.4.2.2 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.

В предположении, что анализ модели измерения был выполнен правильно и в полном объеме, а излучение источника характеризуется относительно плоским спектром в диапазоне частот от 100 до 10000 Гц, в качестве ориентировочной оценки можно принять = 0,5 дБ.

Смещение, обусловленное методом измерения, непосредственно входит в оценку измеряемой величины, поэтому коэффициент чувствительности = 1. В данном примере вклад данного источника неопределенности в суммарную стандартную неопределенность будет составлять 0,5 дБ.

Е.4.2.3 Изменения звукового поля во время испытаний ()

Неопределенность, обусловленная изменчивостью звукового поля, создаваемого испытуемым источником, характеризуется разбросом результатов повторных измерений, выполненных в одних и тех же условиях. Соответственно, стандартная неопределенность u(), дБ, может быть выражена через выборочное стандартное отклонение результатов измерений и рассчитана по формуле

,

где - некоррелированный на фоновый шум результат j-го повторного измерения в заданной точке эквивалентного уровня звукового давления в заданных условиях установки и работы испытуемого источника, дБ;

- арифметическое среднее по всем , дБ;

N - число повторных измерений, которое должно быть не менее шести.

Повторные измерения выполнены в условиях повторяемости, т.е. за короткий промежуток времени в одном месте с использованием одного и того же метода измерений, включая средства измерений, одним и тем же испытателем. При каждом повторном испытании включение и настройку средств измерений выполняют заново.

Коэффициент чувствительности c() представляет собой производную функции измерения по и зависит от уровня фонового шума. После подстановки выражения для коррекции на фоновый шум [формула (7)], формула для расчета c() преобразуется к виду .

Это выражение может быть упрощено до c() = 1 + c() и для наихудшего случая, когда уровень шума совпадает с предельно допустимым значением, может быть аппроксимировано как c() = 1,3. Если стандартное отклонение флуктуации уровня звукового давления фонового шума составляет 3 дБ, то u() будет не менее 0,6 дБ, и вклад данной составляющей неопределенности c()u() суммарную стандартную неопределенность составит 0,7 дБ. В данном примере за счет мер по снижению фонового шума это значение принято равным 0,4 дБ.

Если продолжительность измерений Т не позволит охватить достаточное число циклов работы машины, то суммарная стандартная неопределенность может стать недопустимо большой. Увеличение продолжительности измерений так, чтобы они включали в себя несколько полных циклов работы машины, позволяет существенно снизить данную составляющую неопределенности.

Е.4.2.4 Коррекция на фоновый шум ()

Стандартная неопределенность u(), 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 c() получают, взяв производную функции измерения по . Подставляя значение , полученное по формуле (7), учитывая, что знак коэффициента чувствительности при оценке вклада составляющей неопределенности значения не имеет, величину c() можно представить в виде

.

Данную формулу можно преобразовать к виду , подставляя вместо корректированное на фоновый шум значение . В самом плохом случае высокого фонового шума со стандартным отклонением 3 дБ и = 6 дБ (см. 8.1) получаем с() = 0,3. Это даст вклад с()u() в суммарную стандартную неопределенность, равный 1,0 дБ, хотя в большинстве случаев его значение будет близко к 0,4 дБ. Уменьшение флуктуации фонового шума уменьшает вклад данной составляющей неопределенности. Кроме того, можно ожидать, что u() снизится примерно вдвое, если вчетверо увеличить временной интервал усреднения Т. 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. В больших помещениях уровень реверберационного поля выше вблизи источника шума, поэтому уменьшить влияние фонового шума можно, располагая микрофон ближе к испытуемому источнику.

Стандартная неопределенность u((RSS)) и коэффициент чувствительности c((RSS)) для образцового источника шума определяются аналогичным образом. В данном примере вклад с((RSS))u((RSS)) в суммарную стандартную неопределенность предполагается равным 0,4 ДБ.

Е.4.2.5 Поправка на импеданс излучения ()

Неопределенность, связанную с поправкой на импеданс излучения (см. приложение С), можно описать через стандартное отклонение u(), чье значение можно принять равным 0,3 дБ.

Если измерения проводят на высоте менее 500 м над уровнем моря, то поправку на атмосферные условия не учитывают (т.е. принимают = 0 дБ). При этом на высоте 120 м при температуре воздуха 23°С поправка равно нулю, а на высоте 500 м при той же температуре она равна 0,6 дБ. Приписывая распределению случайной величины, связанной с неучетом поправки, треугольное распределение, получим для него стандартное отклонение = = 0,3 дБ. Данное значение принимают за u().

Коэффициент чувствительности с() для данного фактора равен единице.

Принимая, что испытания проводятся на высоте менее 500 м над уровнем моря, и не внося поправку на атмосферные условия, получим, что вклад данной составляющей неопределенности равен 0,3 дБ. Этот вклад можно уменьшить, изменив место проведения испытаний (например, проводя испытания на уровне моря при давлении 101,325 кПа и при нормальной температуре 23°С) или учитывая поправку на атмосферные условия.

Е.4.2.6 Показатель реверберационности поля ( и )

Е.4.2.6.1 Общие положения

Точность метода, установленного настоящим стандартом, в первую очередь определяется значением показателя реверберационности поля . Если 7 дБ, то вклад соответствующей составляющей неопределенности не превышает 1 дБ. При < 7 дБ этот вклад может достигать 4 дБ и должен быть рассчитан в соответствии с Е.4.2.6.2 и Е.4.2.6.3. Данную составляющую неопределенности можно разбить на две части: неопределенность, связанную с измерительным расстоянием , и неопределенность выборки , т.е. представить в виде (см. Е.4.2.6.2 и Е.4.2.6.3).

Е.4.2.6.2 Измерительное расстояние ()

Давление в звуковой волне, распространяющейся от источника, зависит от пройденного расстояния. Испытуемый источник не является точечным, и с этим связана неопределенность определения расстояния от источника до микрофона. Если максимальный размер источника равен D, то указанную неопределенность можно характеризовать прямоугольным распределением вероятностей на интервале D/2. Соответствующее стандартное отклонение равно . Образцовый источник шума часто устанавливают рядом с испытуемым источником, поэтому расстоянию до образцового источника шума можно поставить в соответствие то же распределение с тем же стандартным отклонением. Суммирование двух распределений даст стандартное отклонение, которое принимают за стандартную неопределенность измерительного расстояния r, равную = .

Данную неопределенность можно уменьшить, если равномерно расставить вокруг испытуемого источника шума n микрофонов. Тогда = .

Усредненный по точкам измерений уровень звукового давления образцового источника шума можно представить в виде суммы двух составляющих. Первая из них определяется прямой звуковой волной, распространяющейся от источника, , вторая - реверберационным полем , т.е. . При этом составляющую прямой волны , дБ, можно представить в виде = + 10lg(). Тогда слагаемое , в формуле (А.1) можно выразить через по формуле = + - 3. С учетом того, что от измерительного расстояния не зависит, производная от по r дает значение коэффициента чувствительности 8,7/r. Тот же результат будет получен для коэффициента чувствительности, связанного с неопределенностью определения расстояния от микрофона до испытуемого источника шума.

В качестве наихудшего варианта можно принять = 7,1 дБ, все точки измерений находятся по одну сторону от испытуемого источника шума, его максимальный размер D = 3 м, измерительное расстояние r = 6 м. В этом случае получим =1,2 дБ и = 0,6. Вклад данной составляющей неопределенности = 0,7 дБ. Обычно измерения на большем удалении от машины позволяют снизить вклад до 0,4 дБ. Уменьшить вклад данной составляющей неопределенности можно за счет увеличения измерительного расстояния, повышения показателя реверберационности поля и способа распределения мест установки микрофонов вокруг испытуемого источника.

Е.4.2.6.3 Неравномерность распределения уровня звукового давления по испытательному пространству ()

Как для свободного, так и реверберационного звуковых полей стандартная неопределенность , дБ, связанная с конечным числом точек измерений, имеет вид = u()/, где n - число точек установки микрофонов, u() - выборочное стандартное отклонение значений = - , определенным в каждой точке измерений. Если в испытании образцовый источник шума устанавливают в нескольких местах, то для каждой точки установки микрофона усреднение по следует выполнять таким образом, чтобы избежать влияния на оценку неопределенности результатов измерений, полученных, когда образцовый источник шума экранирован от одной или нескольких точек установки микрофона.

Коэффициент чувствительности для данного фактора равен единице.

В качестве наихудшего случая можно рассмотреть ситуацию, когда измерения проводят в трех точках и u() = 3 дБ, тогда = 1,7 дБ. Обычно u() принимает меньшие значения, и вклад данной составляющей неопределенности можно принять равным 0,7 дБ. Этот вклад можно уменьшить посредством увеличения числа мест установки образцового источника шума и микрофонов, увеличения за счет увеличения времени реверберации в помещении (уменьшения звукопоглощения), увеличения за счет отнесения точки измерений дальше от источника (максимум на 20 м) и применении акустических рассеивателей звука. Если точки измерений расположены вокруг испытуемого источника, то рассматриваемая входная величина будет коррелирована с измерительным расстоянием, и их суммарное влияние будет меньше рассчитанного.

Е.4.2.7 Инструментальная неопределенность ()

При измерениях звуковой мощности с использованием шумомеров класса 1 стандартную неопределенность , обусловленную применяемым средством измерений, можно принять равной приблизительно 0,5 дБ. Однако если измерения проводят методом сравнения с использованием одного и того же шумомера в течение короткого периода времени, то систематические эффекты, связанные с калибровкой, отклонением метрологических характеристик (направленности, частотной коррекции) и влияющими факторами (температура, давление, влажность), взаимно компенсируются и не оказывают влияния на результаты измерений уровней звуковой мощности. Вклад данной составляющей неопределенности оказывается меньше 0,5 дБ, что можно интерпретировать как уменьшение значения коэффициента чувствительности. Полагая = 0,5, получаем вклад = 0,3 дБ, причем это справедливо для измерений как с испытуемым, так и с образцовым источником шума. Суммирование (среднеквадратичное) инструментальной неопределенности для этих двух измерений дает общий вклад, равный 0,4 дБ.

Факторы, влияющие на инструментальную неопределенность при применении шумомеров, подробно рассматриваются в МЭК 61672-1.

Е.4.2.8 Температура воздуха ()

В рассматриваемом примере предполагается, что изменения температуры , °С, происходят в диапазоне и характеризуются прямоугольным распределением в пределах этого диапазона. Тогда стандартная неопределенность u() будет равна стандартному отклонению данного распределения, = .

Коэффициент чувствительности получают дифференцированием по . Основная формула для получена из [2] с исключением слагаемого . Оценки звукопоглощения в помещении взяты из [16]. Коэффициент звукопоглощения определяют через коэффициент звукопоглощения в испытательном помещении , звукопоглощение в воздухе на единицу пути и оценку Сэбина среднего пути между двумя последовательными отражениями в помещении 4V/S (V - объем помещения, S - площадь его внутренних поверхностей), что для помещений объемом от 70 до 200  дает значение среднего пути приблизительно 3,3 м. В результате формула для оценки принимает вид

,

где Н - относительная влажность воздуха в испытательном пространстве, %;

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

Коэффициент чувствительности принимает максимальные значения при f = 10000 Гц, если испытания проводят в сухом помещении при низкой температуре.

Типичным неблагоприятным случаем можно считать, если испытуемый источник шума изменяет температуру воздуха в помещении, например, на 10°С, что дает = 2,9°С. В данном примере предполагается, что основная часть излучаемой звуковой мощности сосредоточена в диапазоне до 1000 Гц. Принимая значения температуры окружающего воздуха 10°С и относительной влажности 10 %, получаем, что коэффициент чувствительности будет равен приблизительно 0,3 дБ/°С, и вклад данного источника неопределенности составит 1 дБ. Принятие специальных мер по обеспечению стабильности температуры в испытательном помещении и сохранению условий температурного равновесия или сокращение общего времени измерений может позволить уменьшить составляющую неопределенности, обусловленную изменениями температуры воздуха, до приблизительно 0,2 дБ.

При повышении температуры и влажности воздуха коэффициент чувствительности слабее зависит от изменений температуры. В [2] рекомендуемыми диапазонами изменений являются 1°С для температуры и 3% для влажности воздуха при температурах ниже 20°С и при относительной влажности менее 30%. Для температуры выше 20°С при относительной влажности выше 50% такими диапазонами являются соответственно 5°С и 10%.

Е.4.2.9 Калибровка образцового источника шума ()

Стандартная неопределенность u(), связанная с калибровкой образцового источника шума в заданных условиях с применением поправок на атмосферные и рабочие условия, определенных изготовителем, обычно равна 0,5 дБ. Точное значение этой величины указано в сертификате калибровки (свидетельства о поверке). Смещение, обусловленное калибровкой образцового источника шума, непосредственно в качестве слагаемого входит в оценку измеряемой величины, поэтому коэффициент чувствительности c() = 1.

На результаты измерений уровня звукового давления, создаваемого образцовым источником шума в области нижних частот, влияют находящиеся в испытательном пространстве звукоотражающие поверхности. В качестве таковых могут рассматриваться все объекты с твердым покрытием размером более длины волны . Если образцовый источник шума расположен на расстоянии от звукоотражающей поверхности менее /2 , то это может повысить на 3 дБ звуковую мощность источника.

Аналогично, если образцовый источник шума поднять над полом на высоту более /2, то это уменьшит на 3 дБ его звуковую мощность. Вклад данной составляющей неопределенности может быть уменьшен, если калибровку образцового источника шума проводить при заданном расстоянии от звукоотражающей поверхности.

Е.4.2.10 Изменения звукового поля, создаваемого образцовым источником шума ()

Работа образцового источника шума отличается высокой стабильностью и высоким уровнем излучения, поэтому обычно связанная с данной входной величиной стандартная неопределенность u() является несущественной. Исключением являются испытания при значительном фоновом шуме, когда разность уровней звукового давления образцового источника шума и фонового шума не превышает 15 дБ. В таких случаях возможна значительная вариация результатов измерений шума, производимого образцовым источником. Вклад данного источника неопределенности рассчитывается так же, как в Е.4.2.3. В качестве оценки стандартной неопределенности u(), дБ, берется выборочное стандартное отклонение по результатам шести измерений уровня звукового давления в одной точке установки микрофона рассчитывается по формуле

.

Выражение для коэффициента чувствительности имеет вид

.

где - разность уровней звукового давления при работающем и отключенном (т.е. когда в испытательном пространстве присутствует только фоновый шум) образцовом источнике шума, дБ.

Наиболее велико влияние данного источника неопределенности будет в случае, рассмотренном в Е.4.2.3, с вкладом c()u(), равным 0,7 дБ. В данном примере предполагается, что за счет лучшего контроля фонового шума этот вклад снижен до 0,4 дБ. Если результаты измерений фонового шума имеет хорошую повторяемость, то значение c()u() может быть уменьшено при увеличении продолжительности измерений (как для фонового шума, так и шума образцового источника). Снижение фонового шума имеет двойное действие. Оно приводит к уменьшению как стандартной неопределенности u(), так и коэффициента чувствительности c().

Е.4.2.11 Коррекция на фоновый шум для образцового источника шума ()

Если разность уровней звукового давления образцового источника шума и фонового шума не превышает 15 дБ, то в результаты измерений для образцового источника шума корректируют на фоновый шум, и в силу чего коррекция является дополнительным источником неопределенности измерения. Так же, как и в Е.4.2.4, в качестве оценки стандартной неопределенности берется выборочное стандартное отклонение по шести повторным измерениям, = .

Коэффициент чувствительности c() имеет вид

.

В наихудшем случае, рассмотренном в Е.4.2.4, вклад составляющей неопределенности был равен 0,7 дБ. В настоящем примере вклад c()u() с учетом предполагаемого лучшего контроля фонового шума оценивается в 0,4 дБ. 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 u() снизится примерно вдвое, если вчетверо увеличить временной интервал усреднения Т. В больших помещениях уровень реверберационного поля выше вблизи источника шума, поэтому уменьшить влияние фонового шума можно, располагая микрофон ближе к испытуемому источнику.

Е.4.2.12 Типичные значения

С учетом изложенного в Е.4.2.2 - Е.4.2.11 и формулы (Е.2) можно получить оценку типичного значения , дБ, технического метода измерений по формуле

.

Е.5 Суммарная стандартная неопределенность

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

.

(E.3)

E.6 Использование результатов измерений в условиях воспроизводимости

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

Чтобы избежать неправильного толкования, вместе с расширенной неопределенностью в протоколе испытаний следует указывать примененное значение вероятности охвата.