汽車加速行駛車外噪聲試驗的不確定度評定

薛松

身份證號：320102198403052059 江蘇 南京 210000

1 項目名稱

汽車加速行駛車外噪聲試驗不確定度評定

2 分析

2.1 分析地點

南京某試驗場

2.3 分析對象

汽車加速行駛車外噪聲試驗

2.4 分析依據

依據GB1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》中加速行駛車外噪聲試驗的要求。

2.5 分析設備

LA-1210精密聲級級，編號研S-02003，并且在檢驗內

2.6 分析人員

薛松

3 不確定度評定和結果

3.1 不確定度來源的分析

為了正確執行GB1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》必需弄清楚影響車外加速噪聲測定值的各種因素，初步分析影響因素如下：

3.1.1 影響隨機誤差的因素

3.1.1.1 風的影響

測量時聲級計高度的風速不應超過5 m/s。風速高時會產生附加噪音，也會改變聲場分布，因此在測量加速噪聲時，應盡量避免較高風速或陣風對檢測結果帶來的影響。

3.1.1.2 環境溫度的影響

當試驗氣溫差異較大時，車輛加速性能變化較大，經而影響試驗結果。一般為冬季試驗結果影響較大。

當溫度變化較大時對聲級計靈敏度有一定影響。但是由于地區實際溫度變化不會超過10 ℃，因此對檢測結果影響很小，可以忽略不計。

3.1.1.3 發動機轉速或車速的影響

按照GB1495-2002進行測量時，汽車進線時的發動機轉速大小對測量值有很大影響。分析表明，轉速變化100r/min時，測量值變化0.7dB，而發動機轉速對應車速的，關于它對噪聲測量值的影響又體現在車速儀的誤差上。

3.1.1.4 加速起始點位置的影響

提前加速和滯后加速都對試驗結果有影響：提前加速相當于提高發動機進線轉速，滯后加速相當于降低了發動機的轉速，這將會對噪聲產生影響。一般熟練的性能試驗駕駛員都能把加速起始點位置的誤差控制在±1m。

3.1.1.5 汽車偏離中心線的影響

在加速行駛車外噪聲測量時，我們還要考慮到汽車偏離中心線的印象，這里假設汽車偏離中心線±0.1m，如圖1所示。則根據聲壓自由場衰減反比定律：

圖1 汽車最大噪聲位置

3.1.1.6 被測車輛技術狀況的影響

按國標GB1495—2002進行測定時，在開始測量之前，被測汽車的技術狀況應符合該車型的技術條件(特別是該車的加速性能)和GB／TI2534的有關規定(包括發動機溫度、調整、燃油、火花塞等)。預熱發動機，使其油溫和水溫等達到正常狀態：檢驗輪胎靜止充氣氣壓是否符合該車輛技術要求。

3.1.2 影響不確定性系統誤差的因素

儀器的誤差是構成不確定性系統誤差的主要因素。在噪聲測量中，下面的各種因素影響著確定性系統誤差。

3.1.2.1 傳聲器聲場類型的影響

傳聲器類型很多，用于聲學測量的多為電容式傳聲器。這種傳聲器可分為自由場型、壓力場型和隨機入射三種型式。測量汽車車外加速噪聲，應選擇自由場型傳聲器。一般聲級計配用的均為自由場型傳聲器。對于配用自由場型傳聲器的聲級計，在混響場中使用時，應加裝無隨機入射修正器。

3.1.2.2 傳聲器入射方向的影響

在自由場條件下，使用自由場型傳聲器時，應將其垂直對著聲源。如在自由場中采用隨機入射傳聲器時，傳聲器軸線應與聲波入射方向成70°～80°夾角，這時可獲得最佳相應。當頻率在1kHz以上時，聲傳播方向與傳聲器軸線的角度對測值的影響是很大的。在測量汽車加速噪聲時，由于入射角不斷變化，聲波來自幾個方向，則在該場合下使用自由場型傳聲器會使噪聲測量值比實際值低，因此應在傳聲器前段加裝隨機入射修正器，以改善儀器的全方向性。

3.1.2.3 時間計權的影響

一般聲級計都有兩個時間計權檔，即“快”檔和“慢”檔。在被測噪聲為大幅度變化情況下，這兩個檔位下的測量值有很大差別。如果所測噪聲雖為變化信號，但所需的是其平均值，則此時最好應用“慢”檔。若該噪聲波動小于4dB時，為了正確讀取數據，時間計權應選擇“快”檔。如果用普通聲級計測取瞬變噪聲或噪聲最大值時，聲級計時間計權必須位于“快”檔，否則將會造成較大測量誤差。

3.1.2.4 聲級計標定的影響

應使用活塞發生器或聲級標定器對聲級計進行標定，而不使用聲級計本身的電標定。活塞發生器的精度為±0.15dB，其工作頻率為250Hz。

這類由于測量儀器方面帶來的影響最終會體現在聲級計的不確定度上。

3.1.2.5 異響的影響

由于汽車是個非常復雜的系統，產生異響的條件包括異物、滾動的雜物、車箱板和汽車的門窗等。這些異物產生的異響都會造成測值的誤差。因此在加速測量時應盡量將試驗樣車調整到最佳狀態，避免非系統異響對試驗結果造成影響。

3.1.2.6 讀測人員及儀器反射的影響

在測量噪聲時，人體不僅能阻擋某方面來的聲音，而且還會造成反射而引起測量誤差。因此在測量時應將聲級計裝在三腳架上，將其一腳朝向操作者，以使人體與聲級計的距離在1m以上，最好使用延伸桿和延伸電纜。實驗表明，當身體離開傳聲器小于1m時，從身體反射的400Hz左右頻率可能引起4～5dB的測量誤差。

3.1.2.7 測量場地的影響

測量現場至少在50m半徑范圍內不能有反射物，最好在專用試驗跑道或飛機場內進行測定。混凝土跑道因其堅硬粗糙、不吸聲、有縫隙，因此測值比在柏油跑道上高2左右。

3.2 汽車加速行駛車外噪聲測量不確定度分析

由以上分析可知，影響最終結果測量不確定度的因素主要為非確定性系統誤差和隨機誤差兩項。

對車外加速噪聲測量的回歸分析擬合建立數學模型：

LMAX：車外最大加速噪聲（dB）

LC：車外最大加速噪聲測量值（dB）

V1：試驗實際進線車速（km/h）

V2：試驗規定進線車速（km/h）

VP：加速起始點的誤差（m）

分析如下圖：

3.2.1 A類標準不確定度（UA）

UA主要是重復性誤差，這里用相同的車重復測量五次數據，每次重新拆裝儀器，計算并取最大值；

這里采用極差法：

序號左側（dB）右側（dB）1 80.980.5 2 80.980.6 3 80.880.6 4 81.080.8 5 80.780.5極差R0.30.3

極差法五次測量的極差系數C= 2.33

3.2.2 B類標準不確定度（UB）

B類不確定度來源于儀器的不確定度。使用主要儀器

（1）測試使用聲級計標準不確定度（UB1）

屬B類評定，按均勻分布估計。我們目前使用的是日本小野LA-1210型聲級計，其誤差為2級（±1dB），其誤差以均勻分布在半徑為1dB的區間內，屬均勻分布，故引用的標準不確定度為：

（2）測速儀不確定度主要表現在入線起始點的速度上，因此我們這里只要得出出入線起始點速度的誤差對噪聲測量結果的不確定度貢獻就可以了，在前面（3.1.1.3）中已說明，按國標GB1495-2002進行測定時，汽車在規定的檔位和速度接近AA`線，其速度變化應控制在±1km/h之內。

據公式：

將ΔV取速度變化最大值±1km/h，這也就是將速度變化對不確定度貢獻最大化，但增加了可靠度。

由上式得：

（3）在測量加速度噪聲時入線起始點位置的誤差根據（3.1.1.4）的試驗分析一般都控制在±1m，據公式由LMAX對求偏導，LC和就是常數，得：

（4）與測量使用儀器及測量相關影響有關的不確定度UB的計算

3.3 合成標準不確定度評定

合成標準不確定度為

3.4 擴展不確定度為：

4 不確定度評定結論

經過本次分析，車輛加速行駛車外噪聲的合成不確定度為0.609dB，擴展不確定度為1.218dB（k=2）。