聲級計新檢定規程在實施中應注意的問題

魏偉力

【摘要】 本文介紹了JJG 188-2017《聲級計》檢定規程的主要修訂內容，詳細闡述運用新規程周期檢定聲級計過程中可能遇到的實際問題和注意事項，旨在更好的理解新規程中的修訂內容，順利完成新規程的變更確認工作。

【關鍵詞】 聲級計;接受限;測量不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.01.006

Abstract： The main revision contents of JJG 188-2017 Sound Level Meters were introduced. In order to understand the revised contents of the new regulation and complete the change confirmation work， this paper elaborates on the practical problems and matters needing attention in the process of periodic verification of sound level meter using the new regulation.

Key words： sound level meter;acceptance limit;uncertainty of measurement

2018年5月20日，JJG 188-2017《聲級計》檢定規程（以下簡稱新規程）正式實施，與JJG 188-2002相比，新規程變化的內容較多，刪除了定型鑒定和樣機試驗的內容，刪除了指向性響應、欠量程指示、復位、閾值等參數的檢定和對電源的騷擾、串音以及環境、靜電和射頻等要求的內容，增加了頻率計權相對偏差等參數的檢定內容，同時對聲級計指示聲級調整、自生噪聲、級線性、猝發音響應和重復猝發音響應等檢定內容進行了適當修改。

1 聲級計的型式評價

根據JJF 1016-2014《計量器具型式評價大綱編寫導則》和JJF 1002-2010《國家計量檢定規程編寫規則》的編制要求，新規程中刪除了聲級計定型鑒定和樣機試驗等內容，主要包括型式評價涉及的指向性響應、欠量程指示、復位、閾值等參數的檢定和對電源的騷擾、串音以及環境、靜電和射頻要求等內容。聲級計的型式評價內容在JJF 1681-2017《聲級計型式評價大綱》中另行闡述。新檢定規程僅用于聲級計的首次檢定、后續檢定和使用中檢查，目的更明確、內容更簡潔。

2 外觀檢查

聲級計屬于依法管理的強制檢定計量器具，因此聲級計的外觀檢查仍需滿足必要的法制管理要求，且在新規程中明確要求聲級計的傳聲器可移去，允許插入電信號到聲級計中前置放大器的輸入端，進行必要的電信號檢定。目前有一些型號的聲級計因成本控制等原因未采用可移去的電容式傳聲器進行聲信號的采集和聲電換能，并且將麥克風與前置放大電路封裝在一起，無法實現電信號的正常輸入，因此部分利用電信號進行的檢定項目就無法正常進行。對這些類型的聲級計進行周期檢定時，由于不滿足外觀檢查要求，且無法完成電信號的周期檢定項目，因此檢定人員應注意以上問題，不宜出具檢定證書。

3 環境條件

對參考環境條件的描述中，新規程首次給出了大氣壓力不能滿足檢定條件時的具體修正方法和修正數據。但修正方法僅限于實際氣壓高于80 kPa小于97 kPa時，對標準裝置附加一定量的標準不確定度，且實際測量擴展不確定度不應超過附錄A中相應的最大允許測量不確定度。對于不滿足檢定條件時，對頻率計權的檢定進行修正的具體方法和數據信息規程并未做出詳細說明，因此當檢定實驗室不具備充分準確可靠的氣壓修正數據，或校準聲場所用的實驗室標準傳聲器的技術說明書中未提供具體的氣壓修正數據時，檢定人員應盡量避免在規程規定的氣壓范圍以外進行聲信號的檢定。

4 計量標準及主要配套設備

新規程完善了檢定過程中所需的全部計量標準及主要配套設備，新增并規定了前置放大器、消聲室或消聲箱和低頻耦合腔的計量特性，細化了精密衰減器在不同衰減步進上的誤差要求，同時也細化了猝發音信號發生器的計量特性要求，增加了對猝發音頻率誤差和輸出信號的總失真度要求。因此在計量器具控制上應注意計量標準及配套設備的有效溯源。

5 指示聲級調整及頻率計權

指示聲級調整明確了參考聲壓級和參考頻率范圍，并首次給出了聲級調整的偏差應不超過±0.3 dB，強調了聲校準器適配器的匹配性，還要求了聲校準器的技術說明書中應明確給出參考頻率上聲場轉換的自由場修正量，確保聲校準器調整值的準確可靠。

頻率計權的檢定方法和檢定過程與舊規程基本一致，但根據檢定性質適當減少了頻率測量點。例如對于后續檢定的聲級計，可以僅測量5.2.2中規定的頻率范圍的上、下限頻率和標稱倍頻程頻率，并且聲級計提供的頻率計權上，至少有一個進行聲信號檢定，其他頻率計權可使用聲信號或電信號進行檢定。總體上降低了頻率計權的檢定工作量。

需要注意的是，對電信號在其他頻率計權上檢定時，應考慮傳聲器的標稱頻率響應，聲級計外殼的反射以及傳聲器周圍的繞射影響。聲信號在頻率計權上檢定時，應注意根據實驗室標準傳聲器的靈敏度聲場特性進行必要的聲場修正。例如當實驗室標準傳聲器提供的是壓力場靈敏度數據時，應根據準確可用的壓力場-自由場修正數據進行必要的自由場修正，既要注意修正方向，也要考慮到前置放大器插入損失帶來的系統偏差。

新規程還增加了1 kHz處的頻率計權的檢定。需要注意的是測試信號為1 kHz正弦電信號，對聲信號作為測試信號的情況未做說明，因此對于無法提供電信號輸入的聲級計，不建議利用聲信號替代電信號進行檢定。

6 級線性

級線性的檢定是新規程中變化較大的項目之一，總體上增加了檢定步進點和檢定頻率。在參考級范圍上增加了8 kHz穩態正弦電信號的檢定，線性工作范圍（動態范圍）的檢定仍在1 kHz頻率上進行，同時增加了包括級范圍控制的級線性檢定項目。對包括級范圍控制的級線性進行檢定時，在參考級范圍以外的其他級范圍上，將輸入信號調整到第一次出現欠量程指示聲級以上5 dB，記錄并計算此時指示聲級和相應預期聲級的級線性偏差。需注意的是對于每個級范圍上都應進行上述內容的檢定。

對于可自動切換量程實現較大動態范圍測量的聲級計，級線性的檢定范圍需涵蓋被檢聲級計的標稱測量范圍，因此應確保計量標準器中的精密衰減器具備足夠寬的動態范圍，確保在被檢聲級計的標稱測量范圍上、下邊界處的測試信號仍滿足檢定所需的準確度要求。

對于首次檢定，則應對5.4.3要求的所有頻率進行檢定。

7 自生噪聲

自生噪聲保留了聲級計佩戴傳聲器后放置在自由場裝置中的測量項目，還增加了電信號設備替換傳聲器的檢定項目。所有測量過程中聲級計需設置為最靈敏的級范圍，且應盡量遠離可能存在的電磁干擾和振動源等。對于具備時間積分測量功能的聲級計，可采集至少30 s的平均聲級作為自生噪聲的檢定結果，不再需要60 s間隔內隨機讀取時間計權聲級的10次觀測值并計算其平均值。對提供了S時間計權的聲級計的自生噪聲檢定，應使用S時間計權。

8 時間計權F和S

時間計權的檢定方法變化不大，但應注意新規程中的接受限比舊規程中的允差嚴格，例如新規程中規定了時間計權F的衰減速率為31.0～38.5 dB/s之間，而舊規程中僅規定為下降速率至少25 dB/s，因此在合格判定時應注意判據的變化。

9 猝發音響應及重復猝發音響應

猝發音響應及重復猝發音響應的檢定，應注意測試信號的修改，新規程將測試信號的猝發音持續時間下降至0.25 ms，這對猝發音信號發生器的計量特性提出了更高要求，應注意計量標準器的有效性溯源。同時在進行猝發音響應和重復猝發音響應的檢定時，首先應保證4 kHz的猝發音測試信號的起始和終止在零點交叉，穩態正弦測試信號的幅值應調節到聲級計線性工作范圍上邊界以下3 dB處，讓測試信號具備足夠的信噪比，確保穩態信號突然中止時，聲級計有適當的測量時間響應測試信號的衰減。

10 接受限

2013年，國際標準IEC 61672（共三部分）進行了全面修訂。根據IEC 61672-1：2013《電聲學 聲級計 第1部分：規范》，新規程修改了各計量特性的“接受限”，不再使用“允差”，并且合格判定修改為不超過接受限，同時測量不確定度不超過附錄A中的最大允許測量不確定度。接受限的定義更符合IEC 6167-1：2013中對合格判據的描述。

11 結語

通過對聲級計檢定規程修訂的主要內容進行了詳細闡述，并分析了新規程周期檢定聲級計過程中可能遇到的實際問題和注意事項，進而順利完成新規程的變更確認工作，對以后聲級計的檢定工作具有指導參考意義。

【參考文獻】

[1] 聲級計檢定規程：JJG 188-2017[S].

[2] 聲級計型式評價大綱：JJF 1681-2017[S].

[3] 張多利，劉金玲. JJG 188-2017聲級計檢定規程變化分析[J].計量與測試技術，2018（9）：103-104.