声学声压法测定电力电容器单元的声功率级和指向特性 GB/T32524.2-2016

中华人民共和国国家标准

声学 声压法测定电力电容器单元的声功率级和指向特性

第2部分：反射面上方近似自由场的工程法

Acoustics-Determination of sound power level and directivity character of power capacitor using sound pressure-

Part 2：Engineering methods for an essentially free field over a reflecting plane

GB/T 32524．2-2016

发布部门：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中国国家标准化管理委员会

发布日期：2016年02月24日

实施日期：2016年09月01日

前 言

    GB/T 32524《声学 声压法测定电力电容器单元的声功率级和指向特性》分为两个部分：

    ——第1部分：半消声室精密法；

    ——第2部分：反射面上方近似自由场的工程法。

    本部分是GB/T 32524的第2部分。

    本部分按照GB/T 1．1-2009给出的规则起草。

    请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

    本部分由中国科学院提出。

    本部分由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC 17)归口。

    本部分起草单位：合肥工业大学、南方电网科学研究院有限责任公司、深圳中雅机电实业有限公司、中国科学院声学研究所、桂林电力电容器有限责任公司、北京市劳动保护科学研究所、浙江大学。

    本部分主要起草人：李志远、黄莹、方庆川、程明昆、梁琮、吕亚东、李晓东、徐欣、旷冬伟、李孝宽、陆益民、黄成、陈章位。

引 言

    为了能对电力电容器辐射的噪声进行统一评价和比较，并能为电力系统具体工程项目的噪声设计与控制提供依据，本部分规定了在一个反射面上方近似自由场的环境中，采用声压法测定电力电容器单元在工程要求的工况条件下辐射的噪声声功率级及指向特性的工程级方法。为了保证本部分的测量能达到GB/T 19052规定的工程级（2级）测量要求，本部分重点对电力电容器进行模拟实际工况加载、测试仪器的选择与使用、测试环境的要求、安装条件、测量面与测点布置等问题给出了具体的规定。

    本部分规定的方法用频带声级或A计权声级测定电力电容器单元的声功率级和表达指向特性。

    根据本部分的方法测定的声功率级及指向特性，可用于对同类电力电容器单元的噪声质量水平进行比较、为具体工程项目的噪声设计提供依据。

1  范围

    GB/T 32524的本部分规定了电力电容器单元（以下简称电容器单元）在一个反射面上方近似自由场的条件下，通过在包围电容器单元的测量表面上测量的声压级来确定电容器单元声功率级的方法，本部分测量的不确定度符合GB/T 19052的工程级（2级）要求。

    本部分的测试频率范围为包括中心频率为125Hz～2000Hz的倍频带或中心频率为100Hz～3150Hz的1/3倍频带，根据需要，频率范围可以扩大或者缩小，但测量环境应符合频率范围的要求。

    本部分适用于标称电压1kV及以上的交流滤波电容器、直流滤波电容器、并联电容器等，其他电力电容器可参考本部分执行。

2  规范性引用文件

    下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

    GB/T 3241 电声学 倍频程和分数倍频程滤波器

    GB/T 3767-2016 声学 声压级测定噪声源声功率级和声能量级 反射面上近似自由场的工程法

    GB/T 3785．1 电声学 声级计 第1部分：规范

    GB/T 4129-2003 声学 用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求

    GB/T 6882 声学 声压法测定噪声源声功率级 消声室和半消声室精密法

    GB/T 15173 电声学 声校准器

    GB/T 16538 声学 声压法测定噪声源声功率级 现场比较法

    GB/T 16927．1 高电压试验技术 第1部分：一般定义及试验要求

    GB/T 19052 声学 机器和设备辐射的噪声 噪声测试规范起草和表述的准则

    GB/T 20993 高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器

    GB/T 20994 高压直流输电系统用并联电容器及交流滤波电容器

    GB 26861-2011 电力安全工作规程 高压试验室部分

3  术语和定义

    下列术语和定义适用于本文件。

3．1  声压 sound pressure

    p

    瞬时压强与静态压强之差。

    注：单位为帕斯卡(Pa)。

    [GB/T 3767-2016，定义3．1]

3．2  声压级 sound pressure level

    Lp

    声压p的平方与基准声压p0的平方之比的以10为底的对数的10倍，用分贝(dB)表示。

    式中：

    p0——基准值，p0＝20×10-6Pa。

    注：要标明所使用的频率计权或频带宽度及时间计权，例如，具有S（慢）时间计权的A计权声压级是LpAS。

    [GB/T 3767-2016,定义3．2]

3．3  时间平均声压级 time-averaged sound pressure level

    Lp,T

    在指定的持续时间间隔T（起始于t1，终止于t2）内，声压p平方的时间均值与基准值平方之比，取以10为底的对数的10倍，用分贝(dB)表示。

    式中：

    p0——基准值，p0＝20×10-6Pa。

    注1：由于时间平均声压级必须在一确定的测量时间间隔内测定，故一般省略下标“T”。

    注2：时间平均声压级采用A计权时，可表示为LpA·T，通常用符号LpA表示。

    [GB/T 3767-2016，定义3．3]

3．4  声功率 sound power

    P

    测量面元上一点的声压p与面元上该点质点速度的法向分量un的乘积在整个测量面上积分。

    注：声功率的单位是瓦(W)。

    [GB/T 3767-2016，定义3．20]

3．5  声功率级 sound power level

    LW

    声源的声功率P与基准值P0之比的以10为底的对数的10倍，用分贝(dB)表示。

    式中：

    P0——基准值，P0＝10-12W。

    注：要标明所使用的频率计权或频带宽度，如A计权声功率级表示为LWA。

    [GB/T 3767-2016，定义3．21]

3．6  离散音 discrete tone

    导致有音调感觉的周期性声压变化。

    注1：离散音可以是纯正弦变化（有时称为“纯音”）的声音，其频谱由正弦频率值处的单个的尖峰组成；也可以是非正弦变化的声音，其频谱由基频上的尖峰和在基频的谐波上出现的其他尖峰组成。

    注2：滤波电容器等电力设备工作时辐射的声音时典型的离散音。

3．7  自由声场 free sound field

    无边界的均匀各向同性媒质中的声场。

    注：实际上，自由声场就是在测试频率范围内边界或其他干扰物体的反射可以忽略不计的声场。

    [GB/T 3767-2016，定义3．6]

3．8  反射面 reflecting plane

    安装被测噪声源的声反射平面。

    [GB/T 3767-2016，定义3．8]

3．9  反射面上的自由声场 free sound field over a reflecting plane

    在无限大的放射平面之上，没有其他障碍的半空间的自由声场。

    [GB/T 3767-2016，定义3．7]

3．10  基准体 reference box

    恰好包围被测声源所有主要辐射部件和安装声源的测试台架，并终止于安置被测声源反射平面上的假想平行六面体。

    注：应使用尽可能小的测试台。

    [GB/T 3767-2016，定义3．10]

3．11  声源特性尺寸 characteristic source dimension

    d0

    从坐标系原点到基准体最远点的距离，单位为米(m)。

    [GB/T 3767-2016，定义3．11]

3．12  测量距离 measurement distance

    d

    从基准体到平行六面体测量面的距离，单位为米(m)。

    [GB/T 3767-2016，定义3．12]

3．13  测量面 measurement surface

    面积为S，包围被测声源并在其上面布置传声器测点测量声压级的假想面，它终止于声源所在的反射面。

    [GB/T 3767-2016，定义3．14]

3．14  背景噪声 background noise

    来自被测噪声源以外的其他声源的所有噪声。

    注1：背景噪声包含空气声、结构振动噪声和仪器中的电噪声。

    注2：在电容器噪声测量时的背景噪声还要考虑电容器运行时加载设备的噪声影响。

    [GB/T 3767-2016，定义3．15]

3．15  背景噪声修正值 background noise correction

    K1

    对测量面上每个传声器位置处测量的时间平均声压级平均值（能量平均）进行背景噪声影响修正的值。

    注1：背景噪声修正用分贝(dB)表示。

    注2：背景噪声修正与频率有关，修正值用K1ƒ表示，其中ƒ是相应的中心频率，在A计权时用K1A表示。

    [GB/T 3767-2016，定义3．16]

3．16  环境修正值 environmental correction

    K2

    考虑测试环境的声反射和声吸收对测量面上所有传声器位置处的时间平均声压级平均值（能量平均）的影响所进行修正的值。

    注1：环境修正值用分贝(dB)表示。

    注2：环境修正与频率相关。在某个频带下修正记为K2ƒ，其中ƒ表示相关频带中心频率，在A计权情况下记为K2A。

    注3：一般情况下，环境修正取决于测量表面积S，通常K2随着S的增大而增大。

    [GB/T 3767-2016，定义3．17]

3．17  测量面的时间平均声压级 surface time-averaged sound pressure level

    

    在测量表面上所有传声器位置处经背景噪声修正和环境修正后的时间平均声压级的平均值（能量平均），用分贝(dB)表示。

    [GB/T 3767-2016，定义3．18]

3．18  表观指向性指数 apparent directivity index

      

    被测声源在第i个传声器位置方向辐射的声音相对于测量面的声辐射平均值相差程度的度量：

    式中：

    Lpi(ST)——被测声源运行时，在测量面上第i个传声器位置经背景噪声修正后的时间平均（或单一事件时间积分）声压级，用分贝(dB)表示；

    ——被测声源运行时，在测量面上所有传声器位置的时间平均（或单一事件时间积分）声压级的平均值，用分贝(dB)表示；

    K1——背景噪声修正值，用分贝(dB)表示。

    注1：表观指向性指数用分贝(dB)表示。

    注2：表观指向性指数由经过背景噪声修正的被测声源的声压级确定，但声学环境的影响没有进行修正。

    [GB/T 3767-2016，定义3．24]

3．19  电容器单元 capacitor unit

    由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并连有引出接线端子的组装体。

    [GB/T 20994-2007，定义1．3．2]

3．20  并联电容器 shunt capacitor

    并联连接于电力网中，主要用来补偿感性无功功率以改善功率因数的电容器。

    [GB/T 20994-2007，定义1．3．16]

3．21  交流滤波电容器 AC filter capacitor

    可用于与其他配件连接在一起，如与电抗器和电阻器连接在一起，对一种或多种谐波电流提供一低阻抗通道的电容器单元或电容器组。

    [GB/T 20994-2007，定义1．3．15]

3．22  直流滤波电容器 DC filter capacitor

    用于减少直流母线谐波的电力电容器。

4  测试环境及要求

4．1  概述

    适用本部分的测试环境为：

        a)适当隔离背景噪声（见4．2），并在一个反射面上方提供自由声场的平坦的测试室（半消声室）。

        b)适当隔离背景噪声（见4．2）并能将混响场对测量面声压的有限影响进行环境修正的平坦的区域。

    应避免环境条件（如强电场或磁场、风、气流冲击、高温或低温）对传声器产生不利影响。应遵循生产厂商关于不利环境对测量仪器影响的说明。

    在户外区域，应注意尽量减少不利气象条件（例如温度、湿度、风、降水等）对声传播和测量频率范围内声音产生的影响以及在测量过程中背景噪声的影响。

    当反射表面不是地面或者不是测试室表面的一个完整的组成部分时，需要特别注意，以保证该平面不辐射任何明显的由于振动引起的声音。

4．2  背景噪声判据

    4．2．1  背景噪声相对值判据

        在测量表面上的所有传声器位置上背景噪声的时间平均声压级应比对应位置未经背景噪声修正的被测电容器单元的时间平均声压级至少低6dB，最好低15dB以上。对于频带的测量，在测量频率范围内的每个频带都应当满足这个要求。

        注：在GB/T 3767中还给出了背景噪声绝对值判据，由于相对值判据是优先判据，故本部分对绝对值判据不做要求。

    4．2．2  频带测量

        即使在测试室内的背景噪声极低并得到良好控制的条件下，4．2．1的要求也可能不会对所有频带都满足。因此，为了确定是否符合背景噪声判据，可以从测量频率范围中剔除那些被测噪声源的A计权声功率级比最高的频带A计权声功率级至少低15dB的频带。

    4．2．3  A计权测量

        如果由频带声级来确定A计权声功率级，则应按以下步骤来确定是否满足背景噪声判据：

            a)按照本部分的方法，在测量频率范围内，使用每个频带的数据来计算A计权声功率级；

            b)剔除△LP＜6dB的频带后，再重新计算一次A计权声功率级。

        如果这两个计算值之间的差值小于0．5dB，则认为符合本部分的背景噪声判据。

        注1：如果在测量中使用该判据，应将与传声器信号传输途径相关的电噪声视为背景噪声的一部分。在这种情况下，连同传声器工作时的运行噪声一起，进行背景噪声测量。

        注2：加载系统的噪声在电容器单元不运行时不存在，但电容器单元在噪声测量期间运行时，加载系统也在同时运行，需要注意减少其对测试环境的影响。

    4．2．4  不符合判据的陈述

        如果没有满足上述背景噪声判据，则测试报告应明确说明不符合本部分中的背景噪声要求，并且在频带测量的情况下，测试报告应当明确不符合标准的特定频带。此外，报告不得明示或者暗示测量已经“完全符合”本部分。

4．3  测试环境的声学要求

    4．3．1  概述

        测试室应当提供一个位于自由声场内部的测量表面，此声场基本上没有来自测试室边界或者附近物体（除地面外）的反射声。

        除反射平面以外，测试环境应当没有任何反射物体。

        注1：如果邻近被测声源的物体的宽度（例如钢管或承重构件的直径）超过它到基准体的距离的十分之一，则可以认为有反射声。

        反射面边界至少应超出测量面在该反射面上投影边界0．5m。在测量频率范围内，反射面的吸声系数应小于0．1。

        注2：通常，光滑的混凝土或光滑不透气的沥青表面都可满足此要求。

        附录A规定了确定环境修正值K2的方法，用以修正测试环境与理想条件下的偏差。按照本部分进行的测量仅对A计权环境修正K2A≤4dB有效（见4．3．2，参考文献[26]）。

        在满足GB/T 6882要求的半消声室内进行的测量，环境修正K2可认为是0。

        对于诸如由混凝土或沥青构成的坚硬的平坦地面，且在到声源的距离为从声源几何中心到最低测量点最大距离的10倍之内没有声反射物体，则可认为环境修正K2小于0．5dB，且可忽略不计。

    4．3．2  环境修正判据

        首先应在不考虑频带数据的情况下，用附录A中的一种方法确定环境修正K2A。然后：

            a)如果K2A＞4dB，本部分不适用（见4．3．1）；

            b)如果K2A≤4dB，则可按照本部分，在8．2描述的测量面和测点上，进行频带或A计权测量。

        如果进行频带测量，则应该按照A．2或A．3．4确定测量频率范围内每个频带对应的环境修正值K2，并且应通过频带测量来确定电容器单元的LW。应使用频带声级来计算LWA，见附录B。

4．4  测试环境气象条件

    气象条件应满足下列要求：

        a)气温：15℃～30℃；

        b)相对湿度：25％～75％；

        c)风速（室外测量时）：≤5m/s。

5  仪器与设备要求

5．1  声学测量仪器

    5．1．1  声学测量系统的组成

        声学测量系统有两种组成方式：

            a)包含传声器、前置放大器、延伸电缆的声级计；

            b)由传声器、前置放大器、延伸电缆和多通道数据采集分析仪组成。

    5．1．2  选择与要求

        用于测量声压级的仪器，包括传声器、前置放大器和电缆在内的声学测量仪器系统应当满足GB/T 3785．1中规定的1级准确度要求。进行频谱分析时，使用的滤波器应满足GB/T 3241规定的1级精度仪器要求。

        传声器应选择自由场传声器。传声器及前置放大器组件与声级计或其他测量仪器之间联接的延伸电缆的编织屏蔽层应紧密或采用铜带绕包屏蔽层，以降低电磁场的影响。延伸电缆与测量仪器一起只允许单点接地，且接地安全要符合GB/T 26861的要求。

        采用数据采集分析仪测量时，其ADC分辨率建议在16位以上，频率分辨率优于0．5Hz，通道幅值匹配误差＜±0．05dB，每通道采样频率不小于10kHz，幅值精度优于0．05dB（信号＞100mV）。

    5．1．3  校准

        每次测量前后，都应当用具有GB/T 15173规定的1级准确度的声校准器在测量频率范围内的一个或多个频率点上对整个测量系统进行校准。在不对测量系统进行任何调试的情况下，测量前、后两次校准的读数之差不应大于0． 5dB。如果超过此值，则测量结果无效。

        声校准器、满足GB/T 3785．1要求的测量仪器系统、满足GB/T 3241要求的滤波器以及满足GB/T 4129要求的标准声源，都应当在实验室中进行可溯源的周期性校验。

        除非国家规章另有规定，声校准器和测量仪器系统的校准间隔时间不应超过1年，标准噪声源的校准间隔不超过2年。

5．2  谐波加载设备

    为了保证达到各次谐波幅值的控制偏差满足7．2的要求，谐波加载回路设备需满足以下条件：

        a)谐波信号源

            谐波信号源应能在测试频率范围内同时产生10个以上的正弦信号，并且每一个正弦信号的频率、幅值都可以独立调节。为了符合工程级测量的要求，在本部分的测量中，须使各谐波频率的相对偏差不大于0．2％，各谐波电流输出幅值的相对偏差不大于5％。

        b)功率放大器

            功率放大器要有足够的输出功率以满足谐波电流同时注入的能量需要，且在测试频率范围内的失真度不大于0．5％。

6  电容器单元的安装与要求

6．1  概述

    被测的电容器单元（以下简称：试品）应符合GB/T 20993或GB/T 20994的技术条件要求。

    试品的安装方式对辐射的声功率会有一定的影响。6．2中规定的安装要求是最接近实际安装状况并使声功率输出变化最小的条件。

6．2  安装要求

    试品在测试中的安装姿态（平卧、侧卧等）尽可能和实际工程安装设计要求一致。

    试品在测试场所可以采取以下两种安装方式中的一种：

        a)模拟实际安装方式，将试品通过安装吊攀固定在钢支架上，但应避免钢支架的振动发声；

        b)采用悬吊方式，将试品通过安装吊攀悬吊在固定于测试室顶面的尼龙绳上。

    注：试验表明，两种安装固定方式测定的声功率级的最大差值不超过0．5dB。

    测试时，不论采用何种安装姿态，都应保证试品的下表面与测试室的反射面（地面）平行，且该表面到反射面（地面）的垂直距离为0．8m。

    试品外壳和钢支架接地端应按GB/T 26861的要求进行安全接地。

7  电容器单元的加载

7．1  概述

    在进行电容器单元声功率级和指向特性测定时，应同时注入具体工程或试验规定的工频电流（或直流电压）和谐波电流。

    不同类型电容器单元噪声测试时的试验电流注入电路有所不同，图1～图3分别针对交流滤波电容器单元、直流滤波电容器单元、并联电容器单元的不同试品，各给出一种供使用参考的噪声测试时的试验电流注入电路示例。

    对交流滤波电容器噪声测试时的电流注入中，试品应同时注入基频电流和谐波电流，此时可采用图1所示的桥式电流注入电路。图1中电桥的桥臂分别由规格、型号和技术参数都相同的4个电容器单元组成，每个桥臂上各连接一个电容器单元，其中一个桥臂上的电容器单元为试品，另外3个桥臂上的电容器单元为陪试品。

    对直流滤波电容器噪声测试时的电流注入中，试品应同时施加直流电压和注入谐波电流，此时可采用图2所示的电流注入电路。

    对并联补偿电容器噪声测试时的电流注入中，如果试品中需要注入谐波电流时，应采用图1的电路。如果试品仅需注入工频电流而对谐波电流没有要求，则可采用图3所示的电流注入电路。

    为了降低工频电源的输入电流或试验变压器容量不够时，可采用并联谐振补偿的方式进行试验，如图1和图3中的补偿电抗器。补偿电抗器的电感量L可按式(5)进行计算。

        式中：

        ƒ——测试中施加的工频额定频率，单位为赫兹(Hz)；

        C——试品的电容量，单位为法拉(F)。

    在进行试品的噪声测试时，须将试品安装在符合4．1要求的声学测试环境中，陪试品和所有加载设备都安装在测试室以外。

    在进行试品的噪声测试过程中，应按照GB 26861和GB/T 16927．1的有关要求进行电力安全操作。

7．2  谐波电流的注入

    电流注入时先从图1（或图2）电路的谐波电流输入端注入谐波电流，注入到试品的谐波电流值和谐波数应是实际工程规定的值中最主要的谐波，且谐波数不应少于3个，如工程项目技术规范书中用于噪声计算的谐波电流值中最主要的3个谐波值或其他的试验规定值。

    图1（或图2）中，谐波信号源同时发出多个符合上述要求的谐波信号，谐波信号经功率放大器放大后再通过中频变压器施加在图1（或图2）电路的B、D两端以实现谐波电流的注入。电流互感器（或电压互感器）用来进行谐波注入电流的反馈控制，以此来提高电流注入系统的输出准确性和稳定性。谐波电流注入的同时，可以通过分析仪等仪器监视输出的各次谐波电流的变化。各次谐波幅值的控制偏差不应大于5％。

7．3  工频电流的注入

    在谐波电流输入稳定后，再从图1电路的工频电流输入端注入工频电流，注入到试品的工频电流值应是实际规定的值，例如工程项目技术规范书中用于噪声计算的工频电流值或其他试验规定的值。注入的工频电流幅值控制偏差应不大于1％。

7．4  直流电流的注入

    对于直流滤波电容器单元的电流注入，在谐波电流输入稳定后，再从图2电路的直流电流输入端注入直流电流，注入到试品的直流电流值应是实际规定的值，例如工程项目技术规范书中用于噪声计算的直流电流值或其他试验规定的值。注入的直流电流幅值控制偏差应不大于1％。

8  测量面与测点位置

8．1  测量面

    本部分采用各面平行于基准体的平行六面体表面作为测量面。测量面应全部位于半消声室内部空间的区域中。图4是测量面与试品安装位置的示意图。

    测量面的面积由式(6)计算：

        式中：

        a＝d＋0．5L1，单位为米(m)；

        b＝d＋0．5L2，单位为米(m)；

        c＝d＋L3＋e，单位为米(m)；

        L1、L2、L3——分别为基准体的长、宽、高；

        d——测量距离（本部分取d＝1m）；

        e——被测电容器距离地面高度(e＝0．8m)。

8．2  测点位置与传声器指向

    在测量表面上布置的测点为9个，测点位置及坐标如图5和表1所示。

    测点位置的确定还应满足GB 26861和GB/T 16927．1有关安全距离的要求，如试品的接线端子对地电压在10kV时，测点距端子应为0．7m。

    测试时传声器应在测点位置上垂直指向测量面，如测点位于多个平面的交界处，传声器应指向试品的中心。

9  声功率级的确定

9．1  声压级的测量

    9．1．1  测量方式

        可以采用以下方式之一对试品进行倍频程或1/3倍频程或A计权的时间平均声压级L＇pi(ST)(i＝1，2，…9)测量：

            a)多点同时测量：用9个传声器（含前置放大器）与数据采集仪器的组合在图4位置同时测量；

            b)逐点测量：用带有延伸电缆的声级计或1个传声器（含前置放大器）与数据采集分析仪的组合在图5的9个位置处逐一进行测量。

        在测量时间平均声压级之前或之后，应立即在相同测量时间长度上获取每个传声器位置处背景噪声的时间平均声压级Lpi(B)。

    9．1．2  测量时间长度的选择

        待试品的加载电路运行稳定后，才能进行噪声测量。

        在试品运行时的时间平均声压级L＇pi(ST)测量过程中，测量时间长度应至少持续15s。

    9．1．3  其他

        对试品进行噪声测量时，测试人员不应在测试室内。

        测试时应同时测量试品周边的气象条件（气温、气压及相对湿度）。

9．2  时间平均声压级均值的计算

    工频电流和按7．2规定的主要谐波电流共同注入时，试品的测量面传声器位置处的时间平均声压级均值或频带声压级按式(7)计算：

        式中：

        L＇pi(ST)——被测声源运行时，在第i个传声器位置测得的频带或A计权时间平均声压级，用分贝(dB)表示。(i＝1，2，…9。)

    用式(8)计算背景噪声的时间平均声压级均值：

        式中：

        Lpi(B)——在第i个传声器位置，背景噪声的时间平均声压级，用分贝(dB)表示。

9．3  背景噪声修正值

    用式(9)计算背景噪声修正值：

        式中：

        △Lp＝-

        其中：——试品运行时，测量面上传声器阵列的频带或A计权时间平均声压级的均值，用分贝(dB)表示；

        ——测量面上传声器位置处的背景噪声频带或A计权时间平均声压级的均值，用分贝(dB)表示。

    如果△Lpi≥15dB，则K1i为0，无需进行背景噪声修正。

    如果6dB≤△Lpi＜15dB，应按式(9)计算修正值并按式(10)进行修正。

    如果一个或多个1/3倍频带△Lp＜6dB，测量结果的准确度会下降，K1的值在这些频带下会增加到1．3dB（对应于△Lpi＝6dB时的值）以上。在这种情况下，应在测试报告中说明，这些频带下的测量数据仅代表试品声功率级的上限。

9．4  测量面时间平均声压级的计算

    测量面的时间平均声压级应使用式(10)修正背景噪声（K1，见9．3）和测试环境（K2，见A．2和A．3）对平均时间平均声压级的影响：

9．5  声功率级的计算

    在测试期间和测试地点气象条件下的声功率级LW[用分贝(dB)表示]应使用式(11)来计算：

        式中：

        S——测量面的面积，单位为平方米(m2)；

        S0＝1m2。

    大气压降低或者温度低于10℃时会对声功率级的测定结果产生偏差。海拔高度高于500m或温度低于10℃时，根据附录B计算对应于标准大气压为101325kPa，标准大气温度为23．0℃的声功率级LWref,atm。

9．6  电容器单元指向特性的计算与表示

    电容器单元的噪声向各方向的辐射强度是不同的，通常用3．17定义的表观指向性指数来表达电容器单元噪声向外辐射的方向特性。在图5中，各测点位置上的表观指向性指数由式(4)计算。

    一般电容器单元在接线端子面和底面的噪声辐射最强，简便的做法是用图6中测点1～测点4位置处经背景噪声修正后的时间平均声压级表示，并在图6中标出，来示意表达电容器单元噪声的辐射指向。

10  测量不确定度

    对于同一台电容器单元，如果在符合本部分第4章规定的不同实验室内都按本部分的方法来测定其声功率级，所得的结果仍然会呈现出一定的离散性，这种离散性用不确定度u(LW)来进行评价。

    按本部分确定的声功率级的不确定度u(LW)，用合成标准偏差口σtot来估算：

        式中：

        u(LW)和σtot均用分贝(dB)表示。

    合成标准偏差σtot由σR0和σomc合成得到，见式(13)：

        式中：

        σR0——由测定方法、测定环境、测试人员等复现性引起的标准偏差；

        σomc——由试品加载条件、安装条件不稳定所引起的不确定度的标准偏差。

    用式(14)，可由σtot计算扩展不确定度U[用分贝(dB)表示]：

        式中：

        k——包含因子。

    扩展不确定度取决于所要求的置信度，当测量结果服从正态分布的情形下，实际测量值在(LW-U)到(LW＋U)区间内，对应95％置信概率时的包含因子k＝2。

    如果确定声功率级的目的只是与某个限值进行对比，通常采用单边正态分布，此时对应95％置信概率的包含因子k＝1．6。

    采用本部分规定的方法和推荐的测量系统，在符合第4章的环境条件下进行测量时，由试品加载条件、安装条件不稳定所引起的不确定度的标准偏差σomc为0．28dB；由测定方法、测定环境、测试人员等复现性引起的标准偏差σR0上限为1．50dB（在同一半消声室的重复测量会更小）。

    在测量结果服从正态分布的情形下，对应95％置信度的包含因子k＝2，利用以上标准偏差所得到扩展不确定度为：

    

    对应95％置信度的单边正态分布的包含因子k＝1．6，利用以上标准偏差所得到扩展不确定度为：

    

    最终测定的声功率级表达方式为LW±U。

    关于测量不确定度的进一步说明见附录C。

11  记录内容

11．1  概述

    按本部分要求进行的所有测量，应收集和记录11．2～11．6所列的内容。

    注：对于在测试中不变的项目（如测试室的尺寸、仪器系统的序号和频率响应等）不必在每次测试时都进行记录。

11．2  试品

    记录下列内容：

        a)试品的型号、规格、编号、生产日期及外形尺寸等技术参数；

        b)试品测试时的安装方式；

        c)测点位置及示意图；

        d)测试时的工频电流的幅值，主要谐波电流的幅值及频率。

11．3  声学环境

    记录下列内容：

        a)测量环境描述及背景噪声修正值；

        b)空气温度(℃)、相对湿度(％)、大气压和风速（室外测量时）。

11．4  仪器

    记录下列内容：

        a)噪声测量仪器的名称、型号、编号、制造厂和检定时间；

        b)仪器系统适用的频率范围；

        c)仪器系统的校准结果。

11．5  声学数据

    记录下列内容：

        a)各测点的声压级、背景噪声；

        b)测量面平均声压级；

        c)计算的声功率级及扩展测量不确定度；

        d)指向特性示意图。

11．6  其他信息

    记录下列内容：

        测量单位、地点、人员和日期。

12  测试报告

    测试报告须包括以上记录内容。如需要，报告也可包括本部分中一些已陈述的内容。

    测试报告应注明所得的声功率级测定方法是否完全符合本部分要求。

    如果报告中所获得的声功率级测试过程完全符合本部分的要求，则应表述该事实；反之则不能表述也不能隐含完全符合本部分的字句。如果在报告的数据与本部分的要求存在一个或少量可分辨的差异，则报告可说明测量“按照本部分的要求进行，除了……”并明确表明其中的差异，这种“完全符合”的词语不能表达也不能隐含。

附录A

（规范性附录）

声学环境鉴定方法

A．1  总则

    环境影响的评价是通过两种可供选择的方法之一来确定环境修正的值K2。如果存在不可预期的环境影响，这些方法能够确定并对实际噪声源在测试条件下的测量表面是否符合这个标准进行定性。

    第一种鉴定方法（绝对比较测试法，见A．2）是用标准声源(RSS)进行。这种方法对室外和室内均适用。声学环境鉴定时优先采用这种方法，尤其是在需要测量频带数据和被测噪声源能够从测试场地移开时。

    第二种鉴定方法（基于房间吸声法，见A．3）需要确定测试房间的吸声量A（即等效吸声面积A）。该方法基于如下前提：房间形状近似立方体，基本上是空的，房间边界有吸声作用。有四种确定吸声量A的方法：混响法（见A．3．2）、使用辅助测量面测量被测噪声源的声压级（见A．3．3）、使用标准声源直接法（见A．3．4）以及由平均吸声系数估计（见A．3．5）。

    注：在一些低矮的并有反射面的工业建筑中，声传播可能会畸变。在这些条件下，不能采用第二种鉴定方法；详细的指导原则和替代方法会在特定种类的机器噪声测试规程中给出。

A．2  绝对比较测试法

    A．2．1  概述

        将满足GB/T 4129要求的标准声源放置在测试环境中，其位置与被测声源位置相同。使用与被测噪声源相同的测量面进行测量。按第9章的方法不进行环境修正值（即先假定K2＝0）来测定标准声源的声功率级。

        环境修正值K2由式(A．1)给出：

            式中：

            ——当K2为零时，按第9章测定的未进行环境修正的标准声源声功率级，用分贝(dB)表示；

            LW(RSS)——在测试的气象条件下修正的标准声源声功率级，用分贝(dB)表示。

        本方法适用于直接测量A计权或频带声功率级。如果被测声源的频谱与标准声源差别较大，建议K2A由频带声级来确定。

    A．2．2  测试环境中标准声源的位置

        如果被测声源能够从测试地点移开，标准声源放置在反射面上，除手持机械工具外，一般不考虑被测声源的高度。

        注：通常，远离墙面直接放置在反射面上或离地面一定高度的台架上的标准声源要在使用位置处进行校准。如果标准声源用于其他位置，除非它已经在这些位置进行过专门的校准，否则在低频率会出现系统误差。

        对于小型和中型声源(ι1，ι2，ι3≤2m)，只需要在反射面上的一个位置处放置标准声源。对于较大的声源或长宽之比超过2的声源，则需要在反射面上选择四个位置放置标准声源。假如被测声源在地面上的投影近似矩形，这四个位置分别位于矩形各边的中点。将每个传声器测点上4个声源位置工作时分别测得的声压级进行均方平均（能量平均），得出表面声压级，然后由式(9)计算出LW。

        如果被测声源不能从测试地点移开，根据GB/T 16538，标准声源可放置在被测声源旁边或顶上的一个或多个不同位置上，但房间的声反射应等效。

        传声器的数目应当满足8．2的要求。

A．3  依据房间吸声法

    A．3．1  概述

        环境修正值K2由式(A．2)计算：

            式中：

            A——房间的吸声量，单位为平方米(m2)；

            S——测量面的面积，单位为平方米(m2)。

    A．3．2  混响法

        本方法仅仅适用于长和宽分别小于天花板高度3倍的房间。

        在房间温度15℃～30℃条件下测量房间的混响时间，利用赛宾公式计算出房间的吸声量A，见式(A．3)。

            式中：

            V——测试房间体积，单位为立方米(m3)；

            Tn——A计权或频带混响时间，单位为秒(s)。

        对于直接从A计权测量值确定K2A，建议使用中心频率为1kHz的频带混响时间。

        本方法不适用于实验室性质的半消声室、经强吸声处理的房间或室外测量。

    A．3．3  双表面法

        本方法只适用于K2≤2dB的房间。

        围绕被测噪声源选择两个测量面。第一个是符合8．1用于测定声功率级的测量面，其面积用S1表示。第二个测量面位于第一个测量面外面，与第一个测量面几何相似并关于被测声源对称，其面积用S2表示。两个表面上的背景噪声均应满足4．2中的规定。

        第二个测量面上的传声器位置要求与第一个对应，S2/S1不应小于2，最好大于4。式(A．2)中的S/A由式(A．4)计算：

            式中：

            M＝

            ——S1面上的时间平均声压级均值（见9．4），只进行背景噪声修正，而没进行环境影响修正见式(10)，用分贝(dB)表示；

            ——S2面上的时间平均声压级均值(见9．4)，只进行背景噪声修正，而没进行环境影响修正见式(10)，用分贝(dB)表示；

            S1——第一个测量面的面积，单位为平方米(m2)；

            S2——第二个测量面的面积，单位为平方米(m2)。

        由式(A．4)计算出式(A．2)中的S/A后，再由式(A．2)计算A计权或频带环境修正值K2。

    A．3．4  由标准声源确定吸声量A（直接法）

        满足GB/T 4129要求的标准声源应当放置在接近被测声源的测试环境中。半球测量表面的半径优先选择2m，不能小于1m或标准声源最大直径的2倍。声源到其他反射面的距离要大于测量半球的直径。

        注：通常，远离墙面直接放置在反射面上或离地面一定高度的台架上的标准声源要在使用位置处进行校准。如果标准声源用于其他位置，除非它已经在这些位置进行过专门的校准，否则在低频率会出现系统误差。

        传声器位置应当是GB/T 3767-2016中表B．2给出的坐标的固定的阵列。

        测量面上标准声源经背景噪声修正后的时间平均声压级均值由9．2和9．4确定。

        等效吸声量A由式(A．5)计算。

            式中：

            S——测量面面积，单位为平方米(m2)；

            S0＝1m2；

            ——已对背景噪声进行修正但未对环境影响进行修正(见9．4)的、靠近被测声源放置的标准声源的时间平均声压级均值，用分贝(dB)表示；

            LW(RSS)——在测试气象条件下校准过的标准声源的声功率级，用分贝(dB)表示。

    如果大气压或其他大气条件与校准过的标准声源声功率级LW(RSS)测定时的标准条件明显不同，建议根据生产厂商的说明，计算现场条件下标准声源的声功率级LW(RSS,in situ)。

    如果LW(RSS)未知，或者不能够由LW(RSS)计算LW(RSS,in situ)，建议在户外反射面上方的自由声场对标准声源重复上述的测量，以获得标准的时间平均声压级均值。通过这些测量，安放被测声源的环境中的吸声量由式(A．6)计算：

    A．3．5  A计权近似法

        本方法仅仅适用于长和宽分别小于天花板高度3倍的房间。

        为了确定测试环境的声学特性，K2A要由式(A．2)确定，其中A的值由式(A．7)给出：

            式中：

            α——表A．1中给出的A计权平均吸声系数；

            Sυ——测试房间边界表面（墙壁、天花板和地板）的总面积，单位为平方米(m2)。

附录B

（规范性附录）

用1/3倍频带声功率级计算A计权声功率级

    在本部分频率范围内（中心频率为125Hz～4000Hz的倍频带或中心频率为100Hz～4000Hz的1/3倍频带）按式(B．1)计算A计权声功率级：

        式中：

        LW,j——第j个倍频带或1/3倍频带声功率级，用分贝(dB)表示；

        Aj——第j个倍频带或1/3倍频带的A计权值，由表B．1和表B．2给出；

        jmax——测量频带内最高倍频带数，在倍频带时jmax＝6，在1/3倍频带时jmax＝17。

    注：如果噪声源发射可听的离散纯音，应当用1/3倍频带的值来计算。

附录C

（规范性附录）

标准气象条件下的声功率级

    在大气压为101．325kPa，温度为23．0℃的标准气象条件下，声功率级LWref,atm由式(C．1)计算：

        式中：

        LW——测试时间和地点的气象条件下的声功率级，见式(11)，用分贝(dB)表示；

        C1——考虑到用不同基准量计算声压级和声功率级分贝值引起的基准量修正值，用分贝(dB)表示，该量是测量时间和地点的气象条件下空气特性阻抗的函数：

        注：当K2用A．2的绝对比较测试法确定时，C1可省略。

        C2——将相对于测试时间和地点气象条件下的实际声功率转换为标准气象条件下声功率的辐射阻抗修正值，用分贝(dB)表示，该值应由相应的噪声测试规程获得。如果没有噪声测试规程，下面的公式可用于单极子声源，此时的C2是其他类型声源的平均值（见参考文献[24][25]）：

        式中：

        ps——测试时间和地点的大气压，单位为千帕(kPa)；

        ps,0——标准大气压，101．325kPa；

        θ——测试时间和地点的空气温度，单位为摄氏度(℃)；

        θ0＝314K

        θ1＝296K

    空气温度θ可以估算，大气压ps可用式(C．2)计算：

        式中：

        Ha——测试地点的海拔高度，单位为米(m)；

        a＝2．2560×10-5m-1；

        b＝5．2553。

        注：在标准大气压101．325kPa时，使空气特性阻抗为400Ns/m3（参看参考文献[24][25]）的θ0值为：

    如果声功率级是在标准气象条件下算得，则要在测试报告中说明这一事实。

附录D

（资料性附录）

测量不确定度信息指南

D．1  概述

    不确定度是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。测量不确定度是密切与测量结果相联系的、表明测量结果分散性的一个独立参数。不确定度越小，测量结果与被测量的真值越接近，测量质量越高，其使用价值也越高；反之，测量结果的使用价值也越低。在报告测量结果时，应给出相应的不确定度，一方面便于使用者评定测量的可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。

    测量不确定度用标准偏差表示时称为标准不确定度，如用说明了置信水准的单边宽度或双边宽度区间的表示方法则成为扩展测量不确定度。

    由于测量结果的不确定度往往是由多种原因引起的，对每个不确定度来源评定的标准偏差，称为标准不确定度分量，用符号ui表示。

    通常，用对观测序列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度A类评定；所得到的相应标准不确定度称为A类不确定度分量，用实验标准偏差来表征。

    而用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度B类评定；所得到的相应标准不确定度称为B类不确定度分量，用实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。B类评定方法的应用相当广泛。

    一般与测量方法相联系的不确定度表达方式由JJF 1059．1-2012中给出，该表达方式是对所有已知的各种不确定来源构成的不确定度分量进行估计与组合，从而得到总测量不确定度。

    为了便于使用，在本系列标准中确定电容器单元的噪声辐射时，按照GB/T 3767-2016的方法把合成不确定度分成如下不同的两个部分：

        a)属于测量方法本身的部分；

        b)由于被测对象声辐射的不稳定引起的部分。

    与实际情况不同的是，在GB/T 3767-2016和本系列标准中都假设这两个分量在统计意义上相互独立并可以单独确定。

    本附录是对第10章的补充。

D．2  合成标准偏差σtot

    本部分所指的测量不确定度是式(14)描述的由合成标准偏差σtot计算的扩展测量不确定度U，根据JJF 1059．1-2012，定义σtot为相应的不确定度u(LW)的估计值。

    式(13)表明，合成标准偏差σtot由被测声源的运行、安装条件不稳定所引起的不确定度的标准偏差σomc和测定方法复现性的标准偏差σR0合成得到。使用式(13)时，要在确定测量的精度等级（用σR0表征）之前，应先考虑运行和安装的变化情况，即要先确定σomc。

    具体电容器单元噪声测试的标准偏差σomc无法计算，但可通过D．3所描述的重复测量来确定。而有关标准偏差σR0的内容在D．4中给出。

D．3  标准偏差σomc的确定

    标准偏差σomc一般是通过对同一电容器单元在同一安装位置由多人使用相同的测量仪器在相同的测量点分别进行重复测量来得到。这可以采取两种重复测量声压级的方法来确定σomc，其一是在具有最高声压级的传声器位置测量Lpi(ST)，其二是测量整个测量表面的平均值，测量结果均应经背景噪声修正。对于每一次重复的测量，电容器单元的安装及其运行条件（注入电流）都需要重新进行调整。

    根据测量值可由下式计算标准偏差σomc：

        式中：

        Lp,j——在规定位置处、规定运行和安装条件下，第j次重复测量时、经背景噪声修正后的声压级；

        Lpav——所有重复计算的声压级的算术平均值。

    在测量面具有最大声压级的传声器位置进行测量，当在整个测量表面的测量进行平均时，分别用和替代式(D．1)中的Lp,j和Lpav。

    以下针对预期的σomc值，给出限定条件及结果的一些建议。

    测试条件要能够代表正常使用时的情况，并符合生产厂商和电力系统有关的工业标准。即使是在正常使用的条件下，不同运行阶段条件的变化都有可能发生，对于电力电容器来说，这一不稳定度主要是指长时间运行条件变化（如多日长期运行、负载线路中谐波成分的变化）的不确定度。

    对于合成不确定度σtot[见式(13)]，σomc的影响要比其他形成σR0的不确定成分更加重要。这是因为实际中对于工程级测量来说，σomc有可能比表D．1给出的σR0＝1．5dB大得多。

    如果σomc＞σR0，应用高精度的测量方法没有意义（即σR0值低），因为它不能使合成不确定度更低。

    表D．1表明，如果与安装和运行条件相关的不确定度很大，即使在测量方面作出再多的努力，也无法保证达到工程级精度。

    进一步来说，在σomc＞σR0时，可能会对实际相关合成标准偏差σtot产生主观误解，因为在本系列标准中不同精度等级仅仅是根据σR0值进行定义的。

    按本部分要求的电流注入方法、安装条件及运行方式进行测量时，电容器单元的声功率级随时间发生的变化很小。

    按本部分的要求进行的实际测试表明，只要工频电流和谐波电流的幅值偏差都控制在5％以内，电容器单元由此产生的噪声辐射偏差不会超过0．5dB(A)。

    由于钢支架的制作、安装以及电容器单元吊攀的安装不稳定，在进行多次重复测量中引起的标准偏差约为0．20dB(A)。由此便有：

    

    GB/T 3767-2016指出，按工程级要求的运行方式、安装条件及运行方式进行测量，σomc的上限值不会超过0．5dB。

    通常情况下，电容器单元是按本部分给定的安装和运行条件执行，否则应在测试报告中详细定义和描述这些不同于本部分的条件。

D．4  不确定度σR0的确定

    D．4．1  σR0的确定

        标准偏差σR0包含了本部分涉及的所有测量条件和状况所带来的不确定度，如不同的测量仪器与校准、不同的实验室（测试室的几何形状与尺寸、反射面的声学性能、测试室边界的吸收、背景噪声等）、不同的测量方法（测量面积、测点位置和数量、声源位置、采样时间和积分时间等）等，但不包括被测声源声功率不稳定所引起的不确定度（已由σomc考虑）。

        在声源近场测量时的不确定度也会受到影响，当测量距离较小和频率较低（低于250Hz）时不确定度都会增大。表D．2是依据GB/T 3767-2016标准，在测量范围内考虑到本部分所能涵盖的仪器和设备，提供了工程级测量时标准差σR0的典型上限值。这些σR0值适用于本部分的大多数测试情况。在具体的测试中，会出现表D．2对某型电容器单元不适用的情况，此时建议采用循环对比试验方法或用数学模型逼近法等方法确定该型电容器单元具体的标准差σR0。

        表D．2所列的数值也包含了同一电容器单元在相同条件（复现性标准偏差见GB/T 14573．1-1993）下重复测量之间的变化，这种情况下的不确定度通常远小于实验室之间差异性引起的不确定度。

        在表D．2中给出的是根据目前的认知所估计的σR0上限。针对具体电容器单元的σR0值则可按D．4．1．1的内容在可再现条件下进行循环对比试验得到，或使用D．4．1．2的建模方法计算获得，建模方法计算法要求有相应的公式和更多的详细信息，它允许通过考虑测量参数和环境条件或者至少通过合理的经验来估计这些不确定分量。

        D．4．1．1  循环对比试验

            应按照GB/T 6379进行循环对比试验来确定σR0，其中试品的声功率级在可再现的条件下来确定，即不同的测试人员在不同的测试地点使用不同的测试仪器进行测量。这种试验可以给出与在循环对比试验中所使用的电容器单元相对应的总标准偏差σ＇tot。在循环对比试验中参与的实验室应包括实际中所有可能的情形。

            合成标准偏差σ＇tot（用dB表示）包括了由循环对比试验获得的所有的结果以及标准偏差σ＇omc，且σ＇R0可由式(D．2)得到：

            如果由同一类型不同的电容器单元所获得的σ＇R0值的变化范围很小，则它们的平均值就可以作为本部分对该类型电容器单元的典型值σR0，并与σomc一起用来表述电容器单元的噪声辐射。

            如果没有进行循环对比试验，也可以用已知的具体电容器单元系列的声辐射信息来估计σR0的实际值。

            对有些情况，通过省略不同位置的测量来减少循环对比试验的工作量。如试品安装在背景噪声修正值K1很小、且环境修正值K1也很小或相当的场所，或是已在同一地点对电容器单元的噪声辐射进行过多次测量，在这些限定条件下得到的测试结果要用σR0,DL来表示。

            估计σR0,DL的值会比表D．2给出的值要低。

            如果σtot仅比σomc稍大，则用式(D．2)确定的σR0就会不准确。此时按式(D．2)算出的σR0值很小且准确度低。为防止这种现象，要求σomc不能大于σtot/√2。

            注：循环对比试验并不是必需的，通常是用以前的测量试验来替代。

        D．4．1．2  σR0的建模方法

            一般情况下，σR0（用dB表示）取决于若干个不确定度分量ciui，这些不确定度分量与不同的测量参数如仪器的不确定性、环境修正及传声器位置等因素有关。按JJF 1059．1-2012提供的建模方法，σR0可以表述为：

                式中：

                u(χi，χj)——与第i个和第j个不确定性分量相关的协方差。

            为了与式(13)一致，由电容器单元的声辐射不稳定造成的不确定性分量，没有包含在式(D．2)中，而是由σomc反映。

    D．4．2  σR0的不确定度分量

        D．4．2．1  概述

            初步研究表明，经环境条件修正后的噪声源声功率级LWref,atm是多个参数的函数，由式(D．4)表达：

                式中：

                δmethod——由测量方法所带来的不确定度输入量，包括结果的推导和相应的不确定性；

                δomc——运行和安装条件带来的不确定度输入量，该量并未包含在计算σR0的式(13)中；

                ——被测声源运行时，在整个测量面时间平均声压级均值，用分贝(dB)表示；

                S——测量面面积，单位为平方米(m2)；

                S0＝1m2

                K1——背景噪声修正值，用分贝(dB)表示；

                K2——环境修正值，用分贝(dB)表示；

                C1——考虑因用不同基准量计算声压级和声功率级分贝值引起的基准量修正值，单位为分贝(dB)；它是测量时间和地点气象条件下的空气特性阻抗的函数；

                C2——将测量时间和地点气象条件下的实际声功率转化为基准气象条件的声功率的辐射阻抗修正值，单位为分贝(dB)，该值要从相应的噪声测试规程中得到，如果没有测试规程，附录G中计算C2的公式可用于单极子声源，此C2是其他类型声源的平均值（见参考文献[24]～[30]）；

                δslm——由测量仪器带来的不确定度的输入量；

                δmic——由有限数量传声器位点带来的不确定度的输入量；

                δangle——由声源辐射声音的方向与测量表面法向之间任何角度差的输入量；

                δθ——由空气温度波动带来的不确定度；

                δH——由相对湿度的波动带来的不确定度。

            注：式(D．4)中的各输入量，是到本部分颁布时为止所认知的影响不确定度的输入量，进一步的研究显示可能还会有其他的输入量。

            每个输入量都有相应的概率分布（正态、矩形、t分布等），其期望值（平均值）是对输入量值的最佳估计，其标准偏差是对离散度的度量，即不确定度。

            与安装和运行条件相关的不确定度分量已包含在σomc中，而σR0还包括其他不确定度分量。

            表D．3给出了各不确定度分量期望值的信息ci，ui，必要时用于计算。

            注：对于具体的某一系列电容器单元，本附录的值要进行确切的核实，可能会存在更小的值。

            计算σR0时，假设各个不确定度分量之间是不相关的。

            D．4．2．2～D．4．2．12给出了表D．3中各不确定度参数的解释和数值示例，并通过示例给出计算不确定度的公式，以说明测量不确定度期望范围。

        D．4．2．2  测试方法

            由于测试方法所带来的不确定度umethod，包含了测试原理推导和相应的不确定度。如果考虑已知的偏差，不确定度只能通过实际经验或者循对比环试验得到。当模型逼近变得精细复杂时，这个不确定度会逐渐趋近于0。然而如果由于知识的缺乏，或者很困难甚至不可能建立相应不确定度分量的模型时，这个不确定度分量很可能会变为测试复现性σR0的唯一决定因素。后缺乏经验者使用这个标准就是后者的例子。

            假设在这个例子中整个建模是完整和正确的，根据参考文献[27]，此参数的假定值umethod＝0．4dB。

            和测量方法直接相关的不确定度直接影响结果，因此cmethod＝1。此例中，不确定度贡献umethodcmethod为0．4dB。

        D．4．2．3  声压测量的重复性

            由重复测量带来的不确定度uL＇p(ST)是表示在相同条件下各次测量结果之间一致性程度；可以通过在同一传声器位置6次测量但不经背景噪声修正的声压级的复现性的标准偏差来得到sL＇p(ST)|rep，并且：

                式中：

                L＇p,j——在规定的运行和安装条件下，规定位置处第j次重复测试得到的未经背景噪声修正的声压级值；

                L＇pav——由所有重复结果计算得到的算术平均值。

            这些测量是在重复性条件下进行的，所谓在重复性条件是指同样的测量方法、同样的测量人员、同样的测量仪器、同样的位置，且在较短的测试间隔时间内重复进行的测量，并且在两次测试间隔之间要对设备和仪器进行重新安装和调整。

            受背景噪声级影响的重复性灵敏系数cL＇p(ST)，可以由式(D．4)中的LWref,atm关于求导得到，在用K1[式(11)]替换后，声压级测量重复性灵敏系数为：

            进一步可简化为

            测试的重复性可能受时间平均的影响很大，用和cK1相同的极端情况，可得到CLp(ST)＝1．3。如果平均时间未覆盖足够数量的机器运行周期，则对工程级标准而言，总不确定度会大到无法接受。对于噪声极低的声源，减少背景噪声能够降低灵敏系数，从而总不确定度可降低一倍。可以通过更好地控制机器运行条件、使用更长的平均时间、或者对代表典型情况的条件作适当修改后进行多次测量然后平均，从而来降低不确定度分量uLp(ST)。可以改善重复性的其他方法包括增加传声器点位数量或增大测量面。在假设总不确定度贡献量为0．3dB的这个示例中，复现性不确定度通常较小。

        D．4．2．4  测量面积

            平行六面体表面的测量面积带来的不确定度usurƒ，可假设服以范围为±△d的矩形分布；并可知，a＝△d，k＝√3，因此不确定度为：

            灵敏系数csurƒ由LW关于d求导得出，并对测量表面积进行S＝4(ab＋bc＋ca)替换后，得到测量表面积敏感系数csurƒ＝8．7(24d＋2p)/(12d2＋2dp＋q)。

            在极端情况，△d的范围为d的7％，当d＝1m时，测量面积带来的不确定度贡献usurƒcsurƒ约为0．5dB。通过更为仔细的测量时可以得到更小的贡献量。这个不确定度的典型值为0．3dB，甚至更小。

        D．4．2．5  背景噪声修正

            由背景噪声修正值K1带来的不确定度uK1，可以由测量面上同一传声器位置的背景噪声重复测量值中所得的标准偏差sLp(B)获得。

            背景噪声的灵敏系数cK1由声功率级LWref,atm关于求导得到，在对K1替换后，背景噪声灵敏系数简化为|cK1|＝。

            这也可以表示为|cK1|＝（用修正的代替）。

            对于△Lp≤10dB时，可以进一步简化为|cK1|≈3．6/△Lp-0．24。本例中背景噪声假设有一个3dB的标准偏差，如果在极端情况下，为-6dB，则灵敏系数|cK1|＝0．3。在最坏的情况下，对不确定度的总贡献为1dB。典型情况下（假设较好的控制了背景噪声），不确定度的贡献值会接近0．3dB。此不确定度可以通过降低背景噪声的波动来减小。通常平均时间每增加4倍不确定度uK1减小一半。通过系统地追查并阻止和吸收无关声源的噪声（酌情通过适当接地、铅包扎、隔振、增加质量、增加吸声材料等措施），可以减低灵敏系数。测量面积每减小一半，就可以使背景噪声相对于声源降低3dB。

        D．4．2．6  环境的反射

            经验显示，由环境修正值引入的不确定度uK2＝K2/4，其中K2是环境修正值；K2＝4dB时，则uK2的值为1．0dB。

            相应的灵敏系数为cK2＝1。

            对于极端情况，环境修正值为4dB，导致uK2＝1．0dB和总的不确定度贡献为1．0dB。可以通过减小测量距离、改变测试室的条件减少K2、增加测试室的吸声、打开门窗或在户外测量来减少不确定度贡献。典型情况下uK2cK2＝0．5dB。

        D．4．2．7  气象和辐射阻抗修正

            气象和辐射阻抗的不确定度为uC1＋C2（见附录C），实际情况下，uC1＋C2＝0．2dB。

            当海拔高度小于500m时，气象和辐射阻抗不需要修正。在120m高度和23℃时的修正值为0，在500m高度修正值为0．6dB。假设该不确定度服从三角分布，则标准偏差为smet＝0．6/√6＝0．3dB相应的灵敏系数cC1＋C2＝1。

            假设海拔高度小于500m和不对气象和辐射阻抗进行修正，则标准偏差为0．3dB，相应的不确定度贡献值为0．3dB。可以通过测量不同位置或者应用气象和辐射阻抗修正来降低对不确定度贡献。

        D．4．2．8  声级计

            对于GB/T 3785．1中1级测量仪器来说，不确定度uslm＝0．5dB。

            声级计的不确定度直接影响测试的精度，因此cslm＝1，总的不确定度贡献值为0．5dB。声级计的不确定度对测量结果影响的其他参数详细情况见GB/T 3785．1。如果用A．2中的绝对比较测试来估算K2，则灵敏系数cslm可能会更小，这同样需要对标准声源的不确定度进行单独核算。

        D．4．2．9  采样点数

            由有限传声器位置数量所带来的不确定度为umic：

                式中：

                ——表观测量面声压级非均匀性指数（见GB/T 3767-2016的3．25）；

                NM——传声器的位置数，本部分中NM＝9。

            相应的灵敏系数cmic＝1。

            典型情况下，测量值的变化范围小于5dB，9个测试位置数的典型值为umic＝0．7dB。

            测试位置数每增加4倍，不确定度umic减小一半。

        D．4．2．10  角度

            由声能量入射角度导致的不确定度为uangle。用声压来近似声强会导致对声功率的过高估算。对于一个平行六面体的测量面，这种过高估算的范围在0dB～1．2lg(S/d2)dB之间。具体取决于入射声波的角度和阻抗，（即强度以及由声源不同部分产生的声波的相干）。对于一给定的平行六面体测量面，标准不确定度近似为（见参考文献[28]）：

                式中：

                d——离测量表面的距离，单位为米(m)；

                S——测量面的面积，单位为平方米(m2)。

            在反射面上方的自由声场中的半球测量面，其标准不确定度为uangle＝0．25dB。

            注：在高频时，传声器的指向性可以补偿角度误差。

            相应的灵敏系数为cangle＝10-K2/10。角度误差仅影响声源的直达声。灵敏系数cangle从求导获得：

                式中：

                ——声源直达声的声压级；

                ——反射声场的声压级。

            假设A．2中的环境修正值K2≈-，则可简化求导。最典型的情况是，当平行六面体测量面上有9个测点，K2＝2dB时，uangle＝1dB，灵敏系数cangle＝0．6，不确定度的贡献值uanglecangle＝0．6dB。对于给定的测试面，较大的K2可以减少不确定度贡献uanglecangle。增加测试距离可以减少不确定度的贡献。对于较大的测试距离，一个半球测量面能使不确定度贡献量减小到0．25dB以下。

        D．4．2．11  温度

            由温度的变化引起的不确定度为uθ。由于温度变化改变室内空气的声吸收，从而导致环境修正值K2发生变化。假设温度θ在±△θ℃范围内变化，且符合矩形分布，其不确定度为：

            温度的灵敏系数cθ近似于LWref．atm关于温度的导数。在GB/T 6881中给出了cθ的基本方程，其中省略了C2但是增加了K2。K2的出处在cangle的讨论中给出。

                式中：

                H——相对湿度，用百分数表示；

                ƒ——显著影响A计权声级的最高频率。

            在高频、低温和室内空气干燥的环境下，K2具有最大的值。当被测声源使室温改变10℃时，会出现uθ＝2．9dB的最坏情况。对于具有10kHz频率成分的高频声源，在K2＝4dB、温度为10℃、H＝10％的最坏情况下，灵敏系数cθ≈0．3，此时uθcθ＝0．8dB。较好地控制室内温度，使室内温度与测试前温度相平衡，或者减少测试时间也可以减小不确定度。如果通过增加房间的吸声、或打开门窗来降低K2，灵敏系数也会减小。通常，更高的温度和湿度与温度每度变化的更低灵敏系数相对应。GB/T 6881．1建议，当温度低于20℃，相对湿度H≤30％时，温度和湿度变化范围分别为±1℃和±3％；当超过20℃，H＞50％时，其最大的变化范围分别为±5℃和±10％。通常，当声源对测试室温度影响较小，且声源噪声以低频为主时，由温度造成的不确定度可以忽略，即uθcθ＝0．04dB。

        D．4．2．12  湿度

            假设相对湿度H的变化范围为±△H％，且符从矩形分布，则相对湿度变化引起的不确定度uH为：

            相对湿度的灵敏系数cH和cθ的求法类似，是由LW关于相对湿度求导估计求得。

                式中：

                ƒ——显著影响A声级值的最高频率。

            在干燥的测试室中，此参数的最高值出现在10kHz处。最坏情况下是，对于10kHz高频声源，K2＝4dB、H＝10％时，灵敏系数接近0．3。如果相对湿度的允差为±5％，则总不确定度贡献uhch＝1．0dB。较好的控制房间的湿度，使测试前相对湿度达到稳定，或者缩短测试时间都能够减小这个不确定度。如果通过增加房间的吸声措施、开大门窗来降低K2，则可以减小灵敏系数。一般，更高的湿度与温度每度变化更低的灵敏系数相关。在GB/T 6881．1中，推荐的湿度范围是：当H＜30％时，为±3％，当H＞50％时，其最大的变化范围为±10％。通常，室内温度能够得到很好的控制，并且多数声源噪声是以低频噪声为主，因此这个分量可以忽略，即uHcH＝0．1dB。

        D．4．2．13  σR0的典型值

            使用前述的典型值并假设各输入量之间互不相关，则根据式(D．4)有：

D．5  合成标准的不确定度

    在忽略各输入量间的相关性情况下，声功率级的合成标准不确定度u(LWref,atm)由式(D．5)给出，用dB表示：

D．6  基于复现性数据的测量不确定度

    在缺乏不确定度贡献量且各输入量间可能存在相关性时，在第10章中给出的复现性标准偏差的数值仍可以用来估计确定声功率级测定的合成标准不确定度u(LWref．atm)。然后可以选择一个包含因子k的值，并由乘积kσtot给出所选覆盖概率下的扩展测量不确定度的估值U。通常会选择覆盖概率为95％，假设为正态分布时，相应的双边包含因子为2。为避免误解，应在测试报告中说明覆盖概率和扩展测量不确定度。

D．7  合成标准偏差σtot和扩展测量不确定度U的计算示例

    应用式(13)和式(14)可分别计算合成标准偏差和扩展测量不确定度。最终测定的声功率级表达方式为LW±U。

    下面以实例说明扩展测量不确定度的计算和声功率级的表达。

    例：按本部分的测量要求和测量方法测量的某型电容器单元声功率级LW＝72．0dB(A)；取包含因子k＝2；由试品的运行和安装条件不稳定引起的不确定度σomc＝1．40dB(A)；从D．3（或由表D．2查出）可知A计权全频带的σR0上限值为0．28dB(A)，由式(13)和式(14)得到：

    可在此次测试的报告中表明，取置信度为95％和k＝2时，测定的声功率级LW＝72．0±2．9dB(A)。

附录E

（资料性附录）

电容器单元声功率级与指向特性测量记录表

参考文献

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    [10] GB/T 14573．3-1993 声学 确定和检验机器设备规定的噪声辐射值的统计学方法 第三部分：成批机器标牌值的确定和检验简易（过渡）法

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