个人声暴露计绝对声灵敏度测量结果不确定度的评定

权李方 毛斌 王力 王毅

摘 要：在个人声暴露计的检定项目中，绝对声灵敏度是评价个人暴露计计量特性的主要技术指标，所以评定个人声暴露计的测量结果不确定度尤为重要。个人声暴露计的绝对声灵敏度测量不确定度由测量重复性、积分时间、1级声校准器的最大允许误差、标准电容传声器的标准扩展不确定度、正弦信号发生器的稳定度、测量放大器的稳定度等因素引入，其中声校准器检定规程发生变更，由JJG176-2022代替JJG176-2005，JJG176-2022最主要的技术变化是更改了合格判定规则，导致1级声校准器的最大允许误差引入的不确定度分量发生了变化，因此需要对个人声暴露计绝对声灵敏度测量结果不确定度评定进行更新。

关键词：个人声暴露计；绝对声灵敏度，测量结果不确定度；声校准器；JJG176-2022。

0引言

个人声暴露计用于测量声暴露，即瞬时A频率计权的声压平方的时间积分，广泛应用于职业卫生、健康方面，测量人体在一定时间内受到的噪声暴露剂量，附近的声暴露。随着国家的快速发展，我国对环境保护高度重视，企业更加注重对特殊工种工作人员的保护，为了给人们营造安静舒适的生活环境和安全的工作环境，声学测量仪器的检定或校准准确性尤为重要，本文从JJG176声校准器检定规程的变化入手，对个人声暴露计进行检定，通过实验数据以及相关资料评定绝对声灵敏度的测量结果不确定度。

1. 准备工作
   1. 检定依据：JJG980-2003《个人声暴露计》检定规程；
   2. 检定环境条件：温度22.5℃，相对湿度60%，大气压力97.8kPa；
   3. 被测对象：ASV5910个人声暴露计。
2. 数学模型

                                                   （1）

式中：—声暴露，Pa2h；

—基准声压，；

—积分时间，h；

—等效连续声级，dB。

3. 灵敏系数

（2）

（3）

4. 合成标准不确定

（4）

其中（5）

所以 （6）

5. 标准不确定度的A类评定

A类标准不确定度主要来源于测量的重复性，首先使用4226声校准器对ASV5910个人声暴露计进行校准，然后在相同测量条件下对个人声暴露计的绝对声灵敏度为重复测量6次，得到以下测量结果：10.28Pa2h、10.20Pa2h、10.11Pa2h、10.36Pa2h、10.55Pa2h、10.58Pa2h。

测量重复性引入的不确定度分量计算公式为：

式中：—第次测量值，Pa2h；

      —6次测量结果的平均值，Pa2h。

6. 标准不确定度的B类评定
   1.   积分时间引入的标准不确定度分量

积分时间由电子秒表来测量，电子秒表的计时误差将引入积分时间的误差，JJG980-2003要求电子秒表的最大允许误差应优于±0.5%，参考积分时间6 min(0.1 h)的绝对误差应优于±0.0005 h。此项标准不确定度按均匀分布估计，包含因子取。由电子秒表的误差引入的不确定度分量为

                                       （7）

6.2  等效连续声压级引入的标准不确定度分量

6.2.1  1级声校准器的最大允许误差引入的不确定度分量

本次实验使用的是丹麦B＆K公司生产的型号为4226的声校准器，陕西省计量科学研究院检定并出具检定报告，符合1级声校准器， 这里我们采取JJG176-2022中表1中1 kHz的最大允许误差0.25 dB，包含因子取。由声校准器引入的不确定度分量为

                                           （8）

6.2.2  标准电容传声器的标准扩展不确定度引入的不确定度分量

由JJG980-2003得知标准电容传声器灵敏度的扩展不确定度应优于0.3 dB（）。由标准电容传声器引入的不确定度分量为

                                                  （9）

6.2.3  正弦信号发生器幅值稳定度引入的不确定度分量

由JJG980-2003得知正弦信号发生器幅值稳定度应优于±0.05 dB，引入的标准不确定度按均匀分布估计，包含因子取。由正弦信号发生器幅值稳定度引入的不确定度分量为

                      （10）

6.2.4  测量放大器稳定度引入不确定度分量

由JJG980-2003得知测量放大器稳定度应优于±0.05 dB，引入的标准不确定度按均匀分布估计，包含因子取。由测量放大器稳定度引入的不确定度分量为

                      （11）

6.2.5  等效连续声压级引入的不确定度的合成

 （12）

6.3  B类标准不确定度的合成

由式（5）可得：

（13）

7. 合成标准不确定度

由式（4）可得：

（14）

8. 扩展不确定度

包含因子取，测量结果的扩展不确定度为

                   

             (15)  

9. 结语

从对个人声暴露计测量结果的不确定度评定，我们可以得出结论：此次评定测量结果的不确定度相比JJG980-2003《个人声暴露计》检定规程的测量结果不确定度评定减小了，计量检测部门的检测能力得到了显著的提高。减小的原因是个人声暴露计测量重复性和检定时所用标准中声校准器的最大允许误差二者引入的不确定分量减小了，个人声暴露计测量重复性和声校准器的最大允许误差减小从一定程度上体现我国工业制造水平已经进入了高质量发展的快速轨道，这也正是我国“十四五”规划中明确指出的发展方向。在计量检测校准行业影响检测能力的主要五大因素：人、机、料、法、环，其中“机”在计量行业指的是计量主标准器以及配套设备，“机”的质量保证了计量检测部门的检测能力，计量检测部门的检测能力又为工业制造水平的提高保驾护航，二者相辅相成，相互促进，为我国高科技创新、传统制造业和计量检测领域的发展再创辉煌。

参考文献：

1.全国声学计量技术委员会.JJG980-2003《个人声暴露计》检定规程[S]. 北京:中国国家质量监督检验检疫总局,2003；

2.全国声学计量技术委员会.JJG176-2022《声校准器》检定规程（现行）[S]. 北京:中国国家市场监督管理总局,2022；

3.全国声学计量技术委员会.JJG176-2005《声校准器》检定规程（被代替）[S]. 北京:中国国家质量监督检验检疫总局,2005；

4.全国法治计量管理计量技术委员会.JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》校准规范[S]. 北京:中国国家质量监督检验检疫总局,2012；

作者简介：权李方，1985.02，男，陕西西安，工程师，一级注册计量师，先后从事几何量计量与振动、声学计量相关工作。