工业厂界环境噪声不确定度论述

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1引言

不确定度的含义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。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。检测标准为《工业企业厂界环境噪声排放标准》（12348－2008），不确定度按照JJF1059－1999进行评定。工作温度－10℃～50℃，相对湿度20％～90％RH，某企业厂界。检测仪器为HS5670B型积分平均声级计。

2测量原理和数学模型

2．1测量原理

由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权（或外接滤波器），然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器（或外按电平记录仪），在指示表头上给出噪声声级的数值。声级计中的频率计权网络有A、B、C3种标准计权网络。A网络是模拟人耳对等响曲线中40方纯音的响应，它的曲线形状与340方的等响曲线相反，从而使电信号的中、低频段有较大的衰减。B网络是模拟人耳对70方纯音的响应，它使电信号的低频段有一定的衰减。C网络是模拟人耳对100方纯音的响应，在整个声频范围内有近乎平直的响应。声级计经过频率计权网络测得的声压级称为声级，根据所使用的计权网不同，分别称为A声级、B声级和C声级，单位记作dB（A）、dB（B）和dB（C）。

2．2数学模型

被测量地点的噪声值为：Lc＝Li×fmen×fz。式中Lc为噪声测量值；Li为积分平均声级计显示值，单位：dB；fmen为实验室人员对测量结果的影响引入的修正因子；fz为环境条件对测量结果的影响引入的修正因子。上述fmen、flab两个因子的数学期望值均为1，即：E（fmen）＝E（flab）＝1。2．3测量不确定度的来源不确定度来源主要包括以下方面：重复测量的重现性带来的不确定度、测量仪器的计量性能局限性引入的不确定度、标定仪器所用的标准电容传声器引入的不确定度及测量人员、环境引入的不确定度。由于本测量所用的方法为国家标准方法《工业企业厂界环境噪声排放标准》（12348－2008），故不考虑方法本身的误差，因此在测量不确定度评定中只需考虑与测量过程有关的不确定度分量。因为只有满足环境条件、具备能力资质的实验人员才能进行测量，测量人员、环境条件对测量结果的影响的数学期望值均为1，可不引入。

3测量不确定度的评定

3．1A类不确定度

重复测量带来的不确定度属于A类不确定度，对同一地点进行平行测量10次，结果见表1。X的最佳估计值可以用10次测量结果的平均值来表示：X＝∑10i＝1Xi10＝47．1（dB），标准不确定度（平均值的实验标准差）：Li＝∑10i＝1（Xi－X）210（10－1槡）＝0．08692，相对不确定度为：Urel1＝L1X＝0．001845。

3．2测量仪器的计量性能局限性引入的不确定度

测量仪器的计量性能局限性引入的不确定度属于B类不确定度。仪器的测量范围为25～135dB，最大允许误差为2．0dB，取均匀分布（如果对影响量的分布情况没有任何信息时，则较合理的估计是将其近似看作均匀分布）。L2＝2．0／135槡3＝0．0086，则相对不确定度为：Urel2＝L2135＝0．0086135＝0．0000637。

3．3标定仪器所用的标准电容传声器引入的不确定度

标定仪器所用的标准电容传声器引入的不确定度属于B类不确定度，根据黑龙江省计量检定测试院出具的检定证书，其不确定度为：L3＝0．1dB，测量范围为：10～20000Hz，则相对不确定度为：Urel3＝L320000＝0．0000005。

3．4测量结果的合成标准相对不确定度

由于3．1、3．2和3．3之间不存在相关性，故合成相对标准不确定度可表示为：Urel＝Urel12＋Urel22＋Urel3槡2＝0．00185，合成标准不确定度为：U＝Urel?X＝0．09。

3．5扩展不确定度：

取包含因子k＝2，则扩展不确定度为：U（p）＝k?U＝0．18。测量结果为p＝47．1±0．18dB。

4测量结果

HS5670B型积分平均声级计测量工业企业厂界环境噪声，其测量结果、标准不确定度及扩展扩展不确定度见表2。