Помилки, пов’язані з характеристикою детектора

3.5. Помилки, пов’язані з характеристикою детектора

У шумовимірюючій апаратурі рекомендується застосовувати квадратичний детектор, який допускає енергетичне додавання обмірюваних рівнів. Лінійне детектування у випадку нормального розподілу миттєвих значень сигналу дає похибку порядку 1 дБ у порівнянні з квадратичною. Піковий детектор дає показання при вимірі шуму, на декілька децибел, що відрізняються від показань квадратичного детектора, якщо вони однаково відградуюванні на чистому тоні.

Цим пояснюється, що сума спектральних рівнів, обчислена по записі спектра на деяких самописцях, відрізняється від сумарного рівня.

У шумомірах, допущених до застосування, характеристика детектора задовольняє необхідним вимогам. Це не ставиться до деяких типів самописів рівня (Н-110, 2304 і ін.), що мають детектор, близький до пікового. Отже, показання їх істотно залежать від пікфактора сигналу. Похибки цих самописців при абсолютних вимірах дозволяють вважати результати вимірів орієнтовними. Самописці з квазипіковим детектором можуть використовуватися для відносних вимірів при контролі продукції, але не для точного визначення шумових характеристик рівня звукової потужності й рівня звуку (А).

3.6. Помилки, пов’язані зі звуковим полем

Вільне звукове поле контролюють за допомогою допоміжного джерела (гучномовця) або, що менш бажано, за допомогою випробуваної машини. Систематична похибку, зв'язана зі звуковим полем, у цьому випадку дорівнює різниці між рівнем сумарного звуку (прямий звук плюс відбитий звук) і рівнем прямого звуку в точці прийому. Виділити прямий звук із сумарного можна графічно шляхом побудови за даними вимірів кривої спаду рівня звукового тиску зі збільшенням відстані від джерела (рівень звукового тиску залежно від логарифма відстані). Різниця в децибелах між експериментальною кривою спаду та прямою з нахилом 6 дБ на відрізок, що відповідає подвоєнню відстані, представляє відхилення поля від «закону оберненої пропорційності», тобто систематичну похибку. Сполучити обидві криві можна в точці, що задовольняє цьому закону, наприклад, на відстані від випромінювача, рівній його подвоєному діаметру. Для наближеного контролю поля стандарт рекомендує не знімати всю криву спаду рівня, а визначати різницю рівнів у точці на половинній відстані від машини й у вимірювальній точці. Різниця повинна бути не менш 5 дБ. Можна також визначати різницю рівнів у вимірювальній точці і на подвоєній відстані. У цьому випадку різниця повинна бути не менш 4 дБ. Різні значення допуску пов'язані зі збільшенням впливу відбитого поля на подвоєній відстані. Систематична похибку, пов'язана з відхиленням від вільного поля, допускається рівною 1,5—2 дБ для I і II класів. Стандарт допускає виміру за методикою вільного поля і при трохи більшій систематичній похибці. Це повинно бути зазначено в протоколі вимірів, і виміри в цьому випадку відносять до III класу.

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

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.

Похожие работы

Нормирование шума

Скачать

29050

2

7

... должен быть снижен на 3…5 дБ против допустимого по нормам:   ,дБ (2.5.13)   где Д – необходимая величина звукоизоляции, дБ LА – уровень от источника, дБ; Lg – допустимый уровень шума по нормам, дБ. Рис. 2.5.3. Параметры звукоизоляции Теперь, применив формулу (2.5.13), знаем на сколько дБ необходимо понизить звуковое давление. Исходя из полученного ...

Измеритель коэффициента шума

Скачать

119959

17

32

... – 3 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 N8974A 0,01 – 6.7 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 N8975A 0,01 – 26.5 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 Таблица 4.3 - Технические особенности ИКШ серии NFА Структурная схема измерителя коэффициента шума N8973A представлена на рисунке 4.4. Рисунок 4.4 - Структурная схема ИКШ N8973A В преобразователе частот (блок радиоприемного тракта) спектр входного сигнала сначала ...

Допплеровский измеритель скорости кровотока

Скачать

157070

33

0

... Аорта 30-60 Большие артерии 20-40 Вены 10-20 Малые артерии, артериолы 1-10 Венулы, малые вены 0.1-1 Капилляры 0.05-0.07 Ограничения, налагаемые на частотный диапазон существующих допплеровских измерителей скорости кровотока, обусловлены, в основном, двумя причинами: сложностью получения приемлемых параметров УЗ преобразователя, выполненного на основе пьезокерамики, для работы на ...

Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала

Скачать

115712

40

9

... возможную реализацию точностных характеристик измерительного блока во времени. Функции М ( t ) и s ( t ) можно представить в виде: М ( t ) = А х t ; s ( t ), = sо + В х t, где sо - дисперсия погрешности измерения отношения сигнал/шум в момент начала эксплуатации. Выбираем: sо  = 0,5 Коэффициенты А и В выбираем по интенсивности внезапных отказов l å из соотношений ...