工業廠界環境噪聲不確定度論述

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1引言

不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結果的可信賴程度。它是測量結果質量的指標。不確定度愈小，所述結果與被測量的真值愈接近，質量越高，水平越高，其使用價值越高；不確定度越大，測量結果的質量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結果時，必須給出相應的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結果之間的可比性。檢測標準為《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（12348－2008），不確定度按照JJF1059－1999進行評定。工作溫度－10℃～50℃，相對濕度20％～90％RH，某企業廠界。檢測儀器為HS5670B型積分平均聲級計。

2測量原理和數學模型

2．1測量原理

由傳聲器將聲音轉換成電信號，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。放大器將輸出信號加到計權網絡，對信號進行頻率計權（或外接濾波器），然后再經衰減器及放大器將信號放大到一定的幅值，送到有效值檢波器（或外按電平記錄儀），在指示表頭上給出噪聲聲級的數值。聲級計中的頻率計權網絡有A、B、C3種標準計權網絡。A網絡是模擬人耳對等響曲線中40方純音的響應，它的曲線形狀與340方的等響曲線相反，從而使電信號的中、低頻段有較大的衰減。B網絡是模擬人耳對70方純音的響應，它使電信號的低頻段有一定的衰減。C網絡是模擬人耳對100方純音的響應，在整個聲頻范圍內有近乎平直的響應。聲級計經過頻率計權網絡測得的聲壓級稱為聲級，根據所使用的計權網不同，分別稱為A聲級、B聲級和C聲級，單位記作dB（A）、dB（B）和dB（C）。

2．2數學模型

被測量地點的噪聲值為：Lc＝Li×fmen×fz。式中Lc為噪聲測量值；Li為積分平均聲級計顯示值，單位：dB；fmen為實驗室人員對測量結果的影響引入的修正因子；fz為環境條件對測量結果的影響引入的修正因子。上述fmen、flab兩個因子的數學期望值均為1，即：E（fmen）＝E（flab）＝1。2．3測量不確定度的來源不確定度來源主要包括以下方面：重復測量的重現性帶來的不確定度、測量儀器的計量性能局限性引入的不確定度、標定儀器所用的標準電容傳聲器引入的不確定度及測量人員、環境引入的不確定度。由于本測量所用的方法為國家標準方法《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（12348－2008），故不考慮方法本身的誤差，因此在測量不確定度評定中只需考慮與測量過程有關的不確定度分量。因為只有滿足環境條件、具備能力資質的實驗人員才能進行測量，測量人員、環境條件對測量結果的影響的數學期望值均為1，可不引入。

3測量不確定度的評定

3．1A類不確定度

重復測量帶來的不確定度屬于A類不確定度，對同一地點進行平行測量10次，結果見表1。X的最佳估計值可以用10次測量結果的平均值來表示：X＝∑10i＝1Xi10＝47．1（dB），標準不確定度（平均值的實驗標準差）：Li＝∑10i＝1（Xi－X）210（10－1槡）＝0．08692，相對不確定度為：Urel1＝L1X＝0．001845。

3．2測量儀器的計量性能局限性引入的不確定度

測量儀器的計量性能局限性引入的不確定度屬于B類不確定度。儀器的測量范圍為25～135dB，最大允許誤差為2．0dB，取均勻分布（如果對影響量的分布情況沒有任何信息時，則較合理的估計是將其近似看作均勻分布）。L2＝2．0／135槡3＝0．0086，則相對不確定度為：Urel2＝L2135＝0．0086135＝0．0000637。

3．3標定儀器所用的標準電容傳聲器引入的不確定度

標定儀器所用的標準電容傳聲器引入的不確定度屬于B類不確定度，根據黑龍江省計量檢定測試院出具的檢定證書，其不確定度為：L3＝0．1dB，測量范圍為：10～20000Hz，則相對不確定度為：Urel3＝L320000＝0．0000005。

3．4測量結果的合成標準相對不確定度

由于3．1、3．2和3．3之間不存在相關性，故合成相對標準不確定度可表示為：Urel＝Urel12＋Urel22＋Urel3槡2＝0．00185，合成標準不確定度為：U＝Urel?X＝0．09。

3．5擴展不確定度：

取包含因子k＝2，則擴展不確定度為：U（p）＝k?U＝0．18。測量結果為p＝47．1±0．18dB。

4測量結果

HS5670B型積分平均聲級計測量工業企業廠界環境噪聲，其測量結果、標準不確定度及擴展擴展不確定度見表2。