JJF 1288-2011 多通道声分析仪校准规范

零霉p

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1288—2011

多通道声分析仪校准规范

CalibrationforMulti—ChannelsSound

SpecificationAnalyzers

2012011-09—14实施

1-06-14发布

国家质量监督检验检疫总局发布

多通道声分析仪校准规范59

52

CalibrationforMulti—JJFl288—2011

Specificationil

62

ChannelsSound

Analyzers

本规范经国家质量监督检验检疫总局于2011年6月14日批准，并自

2011年9月1413起施行。

归口单位：全国声学计量技术委员会

起草单位：中国计量科学研究院

广州市计量检测技术研究院

北京市计量检测科学研究院

浙江省计量科学研究院

本规范由全国声学计量技术委员会负责解释

本规范起草人：

牛锋(中国计量科学研究院)

何龙标(中国计量科学研究院)

白滢(中国计量科学研究院)

周伦彬(广州市计量检测技术研究院)

张宏宇(北京市计量检测科学研究院)

何伟(北京市计量检测科学研究院)

裘剑敏(浙江省计量科学研究院)

1288—2011

JJF

目录

I范围………………·

2引用文献…………-

3术语和计量单位………………·

4概述………………·

5计量特性…………·

5．1整机灵敏度………·……………

5．2频率计权和频率响应…………·

5．3级线性…………·

5．4自生噪声………·))){i

5．5时间计权F和S……………·

5．6猝发音响应……·

5．7重复猝发音响应………………·

5．8串音……………·

5．9通道一致性……·

5．10混响时间……·

5．II输出信号的幅频特性………·

5．12输出信号的频率误差………·

5．13输出信号的幅值误差………-

5．14输出信号的总失真…………·

5．15白噪声和粉红噪声输出信号的频谱特性…·

6校准条件…………·((({l{；(；l

6．i环境条件………·

6．2标准器及配套设备……………·

7校准项目和校准方法……………·

7．I校准项目………·

7．2校准方法……………·…………

8校准结果的表达………………·

8．I校准数据处理………………·

8．2校准证书…·……

8．3校准结果的不确定度评定……·

9复校时间间隔……·

附录A校准证书的内容…………·l；vvv((¨¨”u¨¨约”””"¨”¨¨””¨¨”””"¨¨¨埘埘ⅢⅢmⅢ旧i；^^^^^^i；；；

附录B校准结果的不确定度评定实例…………·

JJF1288--2011

多通道声分析仪校准规范

1范围

本规范规定了多通道声分析仪的计量特性、校准条件和校准方法。

本规范适用于声学测量用多通道声分析仪的校准。

2引用文献

本规范引用下列文献：

1001

JJF1998通用计量术语及定义

JJF1059--1999测量不确定度评定与表示

1142

JJF2006建筑声学分析仪校准规范

JJF1157—2006测量放大器校准规范

JJG176—2005声校准器

JJGl882002声级计

JJG199—1996猝发音信号源

JJG607--2003声频信号发生器

GB3102．7—1993声学的量和单位

GB3240

1982声学测量中的常用频率

GB／T3947--1996声学名词术语

使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。

3术语和计量单位

607

3947—1996、JJFl001--1998、JJG188--2002和JJG

3．1本规范采用GB／T

2003中界定的术语和定义。

3102．7—1993中规定的量和单位。

3．2本规范采用GB

4概述

多通道声分析仪是指多个通道可以同时进行声学测试分析的仪器，与一系列软件相

结合后可以进行多种声学参数的测量和分析，目前已广泛应用在声学测试领域，其主要

由传声器、前置放大器、信号输入模块、信号处理模块和显示模块组成，部分分析仪还

包含信号输出模块。

多通道声分析仪可以同时对采集到的多个通道的声音信号进行分析和处理，并能对

数据进行存储和输出。

5计量特性

5．1整机灵敏度

1

1288--2011

JJF

为检验和保持指示声级准确，参照1级声级计制造的多通道声分析仪应使用LS级

或1级声校准器，参照2级声级计制造的多通道声分析仪可使用LS级、1级或2级声

校准器。在校准检验频率上，经过调整后，多通道声分析仪指示声级的偏离一般不超过

±0．2dB。

5．2频率计权和频率响应

多通道声分析仪通常具有A频率计权，还可具有C、Z频率计权和平坦频率响应。

参照1级和2级声级计频率计权及相应的最大允许误差参见表1，平坦频率响应的频率

Hz～8

范围一般不小于31．5kHz，其最大允许误差参照z频率计权的最大允许误差。

对参考声压级上的1kHz稳态正弦信号，在其他频率计权上测试的指示声级与相

dB。

应A计权上测试的指示声级之间的差值一般不超过±0．4

表1频率计权和最大允许误差

频率计权最大允许误差

标称频率

dBdB

Hz

ACZ1级2级

10—70．4——14．30．0+3．5：一。。—卜5．5；一oo

12．5—63．4—11．20．0+3．0；一oo+5．5；一oo

16—56．7—8．50．0+2．5：——4．5+5．5：一。。

20—50．5—6．20．0士2．5±3．5

25—44．7——4．40．0+2．5；一2．0±3．5

31．5—39．4—3．O0．0士2．0±3．5

40—34．6——2．00．0土1．5士2．5

50—30．2—1．30．0±1．5士2．5

63—26．2—0．80．O±1．5士2．5

80—22．5——0．5O．0±1．5±2．5

100—19．1——0．30．0±1．5±2．0

125—16．1—0．20．0±1．5±2．0

160—13．4—0．10．0±1．5±2．0

200—10．90．00．0土1．5±2．0

250—8．60．0O．0士1．4土1．9

315——6．60．00．0±】．4±1．9

400——4．80．00．0土1．4±1．9

500—3．20．00．0±1．4土1．9

630—1．90．00．0±1．4±1．9

JJF1288—2011

表l(续)

频率计权最大允许误差

标称频率

dBdB

Hz

ACZ1级2级

800——0．8O．00．0土1．4±1．9

1000000土1．1土1．4

1250+0．60．00．0士1．4士1．9

1600+1．0—0．10．0士1．6士2．6

2000+1．2—0．20．0±1．6士2．6

2500+1．3一O．30．0±1．6±3．1

3150+1．2一O．50．0土1．6±3．1

4000+1．0一O．80．0士1．6士3．6

5000+0．5—1．30．0土2．1±4．1

6300一O．1—2．00．0+2．1；——2．6±5．1

8000—1．1—3．00．0+2．1；——3．1士5．6

10000—2．5—4．40．0+2．6；——3．6+5．6：——oo

12500——4．3—6．20．0+3旷06．0+6．0：——oo

16000—6．6—8．50．0—}3．5；一17．0+6．0：一∞

20000—9．3—11．2O．O+4．O：一oo+6．0：一oo

5．3级线性

5．3．1在总量程范围内，测试信号级应是输入信号级的线性函数。

5．3．2多通道声分析仪级线性误差通过适配器输入电信号测试。

dB。

5．3．3在参考级量程上，1kHz频率上的线性工作范围一般不小于60

5．3．4在多通道声分析仪的任何频率计权或频率响应范围内的任何频率的所有级量程

上，级线性误差对参照1级声级计设计的多通道声分析仪一般不超过--+-1．1dB，参照

dB

2级声级计设计的多通道声分析仪一般不超过±1．4dB。当输入信号级以1dB到10

任意变化时，声级指示应引起相同的变化，其偏差对参照1级声级计设计的多通道声分

析仪一般不超过士0．6dB，对参照2级声级计设计的多通道声分析仪一般不超过

±0．8dB。

5．4自生噪声

自生噪声是指用电输入设备替代传声器时的最高自生噪声级。

5．5时间计权F和S

5．5．1

s，

时间计权F设计的指数时间常数为0．125s，时间计权S的指数时间常数为1

其衰减时间常数通常用突然终止的4kHz稳态正弦电信号，去测试指示声级的下降速

dB／s和

率，时间计权F的下降速率一般至少为25dB／s，时间计权S一般在3．4

5．3dB／s之间。

3

1288--20ll

JJF

5．5．2在参考声压级上，对1kHz稳态正弦电信号，时间计权s的A计权声级和A计

权时间平均声级(如有)两者指示与时间计权F的A计权指示声级的偏差，一般不超

过±0．3dB。

5．6猝发音响应

多通道声分析仪的猝发音响应用4kHz的电猝发音信号进行测试。参考猝发音响

应及在相应猝发音持续时间上的最大允许误差参见表2。

表2参考4kHz猝发音响应和最大允许误差

相对稳态声级的参考4kHz猝发音响应(疋。r)最大允许误差

猝发音持续时间(T。)

dBdB

ms

LAF哪；一LALAsmx—LA1级2级

500—O．1—4．1土0．8±1．3

200—1．0—7．4士0．8±1．3

50——4．8—13．1土1．3—一1．3；——1．8

10—11．1—20．0±1．3+1．3；——2．3

5．7重复猝发音响应

重复电猝发音响应用相同幅度和相同持续时间的4kHz重复猝发音序列进行测试，

测试的时间平均声级与相应猝发音序列计算的时间平均声级的偏差限值参见表2，测试

应在多通道声分析仪参考级量程的线性工作范围之内和猝发音持续时间在10ms，

50ms，200ms，500ms

4个猝发音持续时间上进行。

5．8串音

稳态电信号施加到多通道分析仪一个通道的输入端上，并将指示调节到线性工作范

围上限，其指示声级与其他通道上串音信号指示声级的差值一般不小于70dB。

5．9通道一致性

分析仪任意两通道之间的一致性，其幅值比一般不超过±0．3dB，相位差一般不超

过_4-3。。

5．10混响时间

s～20

一般应至少能测量1kHz下1s的混响时间，测量误差一般不超过±10％。

5．11输出信号的幅频特性

在频率范围10Hz～20

kHz内，多通道声分析仪的输出信号幅频特性一般优于

士0．2dB(参考频率为1kHz)。

5．12输出信号的频率误差

多通道声分析仪的输出信号的频率误差一般不超过士0．25％、

5．13输出信号的幅值误差

多通道声分析仪的输出信号的幅值误差一般不超过±2．5％。

5．14输出信号的总失真

多通道声分析仪的输出信号的总失真一般不超过0．1％。

4

1288—2011

JJF

5．15白噪声和粉红噪声输出信号的频谱特性

多通道声分析仪的白噪声输出信号，在规定的频段内1／3倍频程频谱应随中心频率

以1dB步进上升，倍频程频谱应随中心频率以3dB步进上升。

多通道声分析仪的粉红噪声频谱特性，在规定的频段内应均匀。

注：

1．本规范中所给出的偏差和误差均包括测量所引入的扩展不确定度。

2．由于枝准无需作出合格与否的判定，因此上述技术指标仅供参考。

6校准条件

6．1环境条件

空气温度：18℃～28℃

相对湿度：30％～90％

kPa～103kPa

气压：86

6．2标准器及配套设备

1)声校准器

声校准器的准确度等级应为JJG176—2005中规定的0级或1级。

2)混响时间校准器

S，1．5S，15S，22．5s)，稳定度优

应能产生不同混响时间的电信号(如0．75

于±1％。

3)声频信号发生器

Hz～20

声频信号发生器的频率范围为10kHz，频率误差不超过±0．25％，输出信

dB。

号谐波失真小于0．1％，测量期间的幅值稳定度应优于±0．02

4)猝发音信号发生器

猝发音信号的持续时间见表2，其误差不超过±1％。

5)精密衰减器

dB。

在使用量程范围内的衰减误差不超过±0．05

6)交流电压表

交流电压表的最大允许误差不超过士0．2％。

7)失真度分析仪

在测量的频率范围内，最大允许误差不超过量程的±10％。

8)数字频率计

在测量的频率范围内，最大允许误差不超过±0．01％。

9)数字存储示波器

应具有水平方向、垂直方向的光标数值读出功能，具有存储和锁定波形的功能以便

进行测量。其时间测量范围为50ps～20S，误差不超过土0．5％。

10)信号分析仪

Hz～20dB。

信号分析仪的频率范围为10kHz，准确度优于±o．5

11)1／3倍频程滤波器

Hz～20

在标称中心频率为20kHz的频率范围内，应满足GB／T

5

1288--2011

JJF

1级滤波器的要求。

12)气压计

在校准环境条件内，气压计的最大允许误差不超过士0．2kPa。

13)温度计

在校准环境条件内，温度计的最大允许误差不超过±0．2℃。

14)湿度计

在校准环境条件内，湿度计的最大允许误差不超过土10％。

7校准项目和校准方法

7．1校准项目

多通道声分析仪声学特性的校准项目见表3。

表3多通道声分析仪声学特性校准项目一览表

序号项目名称

1整机灵敏度

2频率计权和频率响应

3级线性

4自生噪声

5时间计权F和S

6猝发音响应

7重复猝发音响应

8串音

9通道一致性

10混响时间(如适用)

11输出信号的幅频特性

12输出信号的频率误差

13输出信号的幅值误差

14输出信号的总失真

15白噪声和粉红噪声输出信号的频谱特性

7．2校准方法

7．2．1整机灵敏度

指示声级调整应使用相应准确度等级的声校准器，并依据声校准器使用说明书提供

的调整数据和对环境条件影响的修正方法，通过调节多通道声分析仪的灵敏度响应去得

到在参考环境条件下的等效自由场平面声波的指示声级。

7．2．2频率计权和频率响应

多通道分析仪置于参考级量程和时间计权F声级上，也可置于时间平均声级上，

6

1288--2011

3jF

Hz至20

对参照1级声级计设计的多通道声分析仪，频率计权在10kHz频率范围内的

Hz至

1／3倍频程标称频率上测试，对参照2级声级计设计得多通道声分析仪，在20

8kHz频率范围内的倍频程标称频率上测试。调节正弦信号发生器的输出频率为

1dB、

kHz，幅度调节到使得多通道分析仪上指示为一个信噪比足够的参考值(如120

110

dB或100dB)，改变正弦信号发生器的输出频率，记录不同频率计权下多通道声分

析仪的示值，该示值与参考值之差，即为相应频率上的频率计权响应的测量值。

用1kHz的连续正弦电信号施加给多通道声分析仪，多通道声分析仪置于A频率

计权和参考级量程上，调节输入信号使其指示参考声压级并记录其指示。保持输入信号

不变，多通道声分析仪分别置于其他频率计权的时间计权声级、时间平均声级或声暴露

级上，并记录相应的指示。

7．2．3级线性

级线性校准用1kHz稳态正弦电信号试验。多通道声分析仪放置于A计权、时间

计权F声级或A计权、时间平均声级。级线性误差是所有输入信号的指示声级偏离相

应预期声级的偏差，预期声级可通过起始点加上输入信号级的变化量进行计算。

注：

1．级线性误差在起始点上为零。

2．输入信号级的变化可用改变输入衰减器(分贝表示)或依输入信号的方均根电压计算。

调节1kHz输入信号至起始点，然后输入信号以10dB步进，校准应从起始点向上

至线性工作范围规定的上限(一般为130dB或者140dB)和向下至欠量程指示或至使

dB)。

用说明书中规定的最低声级(一般为30

dB

在规定上限以下5dB之内或规定下限以及使用说明书中规定的最低声级以上5

之内，输入信号以1dB步进(可以小于1dB)至规定上限和规定下限。

7．2．4自生噪声

校准自生噪声时应将用替代传声器的电输入设备(利用WS2P前置放大器输入的

可用20Q电阻)将多通道声分析仪的输入端接地，

pF的电容、BNC直接输入可用50

S

记录分析仪上所有提供的频率计权的自生噪声级。对时间计权F和S声级应取在60

时间间隔内随机读取10次自生噪声级的算术平均值；对时问平均声级上的自生噪声级

测定，平均时间至少60S。

7．2．5时间计权F和S

F和S指数衰减时间常数用稳态4kHz正弦电信号校准，输入信号级应调节到线性

工作范围内可以得到稳定声级的指示上，突然中断输人信号并测量指示声级的衰减

速率。

注：指数衰减速率可以从显示器上观察声级指示并同时用秒表测定时间，或从列举的取样速率

(如数字信号级显示的更换速率)上测量。另一种技术记录显示装置上的声级指示，同时数

字时钟以毫秒级显示时间。

对提供时间计权S的多通道声分析仪，先输入1kHz正弦电信号并调节至在时间

计权F的参考级量程上产生一个参考声压级的指示，记录此声级值。保持信号不变，

多通道声分析仪置于时间计权S，记录此声级值，计算两声级值之差。

7

JJF1288—2011

7．2．6猝发音响应

多通道声分析仪猝发音响应校准见图1。

图1猝发音响应校准方框图

多通道声分析仪时间计权F和S声级测量的猝发音响应用4kHz正弦电信号校准，

首先施加一个稳态连续信号给多通道声分析仪，多通道声分析仪置于A计权和时间计

权F上，调节输入信号至线性工作范围中的稳定声级，并记录时间计权F声级的指示。

ms，

从4kHz连续信号中提取猝发音，校准时使用的猝发音持续时间为500

200

Ills，50ms和10

ms，并记录每个猝发音响应的最大声级指示，如可能的话应使用

最大声级保持功能。如多通道声分析仪提供时间计权s，应重复这个过程去得到相同的

指示。

猝发音响应为猝发音信号的最大F和最大s指示声级减去相应连续信号的时间计

权F和S的指示声级。

7．2．7重复猝发音响应

重复猝发音响应的校准应先用一个4kHz的稳态连续信号施加给设置为A计权的

多通道声分析仪，调节输入信号至线性工作范围规定的上限以下3dB处，并记录指示

的实际平均声级和平均时间。

从4kHz连续信号中提取猝发音序列信号，校准时单个猝发音的持续时间为

500ms，200

ms，50ms和10ms。每个重复猝发音序列应包含足够数量的猝发音去保

证时间平均声级进行稳定的测量。在一个序列中的单个猝发音之间的时间间隔应至少是

单个猝发音持续时间的3倍，校准时建议用4倍，总的测量时间10s，并记录每个猝发

音序列的时间平均声级，平均时间应与测量连续信号时间平均声级的时间相同。

重复猝发音序列响应可以从测量的序列时间平均声级减去相应连续信号的时间平均

声级进行计算。

7．2．8串音

多通道声分析仪设置在时间计权F、A频率计权上，其各通道灵敏度设置相同。任

意一对通道之间的串音应用频率为8kHz的稳态正弦电信号施加到其中的一个通道上，

输入信号指示应调节到在使用说明书中规定的线性工作范围的上限(或实验室输出信号

能力的上限)，其他通道的输入端通过相应的设备接地，记录输入信号通道及其他通道

指示的信号级。计算接入电信号通道与其他信号通道的输出信号级的差。

7．2．9通道一致性

将频率为IkHz，方均根值为1V的信号同时输入多通道声分析仪的两通道中，分

别记录两通道测得的声压级或信号幅值，计算其幅值比；用互相关分析两通道间的相位

差值。

8

1288--2011

JJF

7．2．10混响时间

多通道声分析仪混响时间校准框图如图2所示。

图2多通道声分析仪混响时间校准框图

混响时间校准器利用电信号的定时衰减来产生不同混响时间的校准信号，输入信号

由信号发生器或者多通道声分析仪的信号输出部分提供，经过混响时间校准器后，信号

变为混响时间一定的衰变信号，用来模拟相应混响时间值作为校准的标准混响时间值。

计算多通道声分析仪测得的混响时问与标称混响时间的偏差。

7．2．11输出信号的幅频特性

信号源输出电压幅频特性的校准框图如图3所示。

图3多通道声分析仪信号源输出信号的幅频特性校准框图

多通道声分析仪置于电压输出，调节输出电压，使得1kHz的输出电压的方均根

Hz～20

值为1V，由数字电压表读出，在10kHz范围内调节多通道声分析仪的输出频

率，记录与1kHz时输出电压偏差最大点的电压值。按式(1)计算不均匀度：

AL一20(1)

lg睾

式中：△L——电压输出的最大不均匀度，dB；

U。——1kHz电压值，V；

ux——与1kHz电压偏差最大点的电压值，V。

7．2．12输出信号的频率误差

信号源输出信号的频率误差校准框图如图4所示。

图4多通道声分析仪输出信号的频率误差校准框图

1288--2011

JJF

多通道声分析仪的输出幅值应调至满足频率计输入幅值的要求，分别测出标称值为

10kHZ，

Hz，20Hz，50Hz，100Hz，200Hz，500Hz，tkHZ，2kHz，5kHZ，10

20kHz时的频率值，计算各点频率的相对误差。

7．2．13输出信号的幅值误差

测试装置框图如图3所示，多通道声分析仪的输出频率设为1kHz，用数字电压表

分别测出其输出为50mV，100mV，1V，2V，4V，5V时的电压值，计算其相对

误差。

7．2．14输出信号的总失真

信号源输出信号的总失真校准框图如图5所示。

习嚣

图5多通道声分析仪输出信号的总失真校准框图

Hz

设置信号源的输出电压为最大，用失真度分析仪测量频率为20Hz，200

1kHz，2kHz，20kHz时输出信号的失真。

7．2．15白噪声和粉红噪声输出信号的频谱特性

图6为信号源白噪声和粉红噪声频谱特性校准框图。

图6信号源白噪声和粉红噪声频谱特性校准框图

多通道声分析仪的信号源输出端接至信号分析仪，输出设置为白噪声或粉红噪声，

Hz～16

输出信号幅度调为1V方均根值，测量中心频率在31．5kHz范围内的倍频程

Hz～20

频谱或中心频率在20kHz范围内的1／3倍频程频谱，给出相应的频带声级或

频谱图。

8校准结果的表达

8．1校准数据处理

所有的数据先计算，后修约。出具校准数据的有效位数按如下方法修约：

a)输出信号的频率误差、输出信号的幅值误差和混响时间，修约到小数点后两位。

b)整机灵敏度、频率计权、级线性、时间计权F和s、猝发音响应、重复猝发音

响应、输出信号的幅频特性、输出信号的总失真、白噪声和粉红噪声频谱特性，至少修

10

JJF1288—2011

约到小数点后一位。

c)自生噪声、串音，修约到个位。

8．2校准证书

经校准的多通道声分析仪出具校准证书。校准证书应包括的信息及推荐的校准证书

内页格式见附录A。

8．3校准结果的不确定度评定

多通道声分析仪校准结果的不确定度按JJF

确定度评定的实例详见附录B。

9复校时间间隔

多通道声分析仪复校时间间隔建议为1年。但由于复校时间的长短取决于其使用情

况，如环境条件、使用频率及测量对象等，因此，使用单位可以根据实际使用情况自主

决定复校的时间间隔。

JJF1288—2011

附录A

校准证书的内容

A．1校准证书至少应包括以下信息：

a)标题，如“校准证书”；

b)证书的编号、页码及总页数；

c)校准实验室的名称和地址；

d)进行校准的日期；

e)进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准)；

f)客户的名称和地址；

g)被校多通道声分析仪的型号、规格及出厂编号；

h)本技术规范的名称及代号；

i)本次校准所用测量标准溯源性及有效性的说明；

j)校准环境的描述；

k)校准结果及测量不确定度的说明；

1)校准证书签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期

m)校准结果仅对被校对象有效的声明；

n)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

A．2推荐的多通道声分析仪校准证书的内页格式见表A．1。

1288--2011

JJF

表A．1校准证书内页格式

校准结果共页第页

一、整机灵敏度

声校准器的型号；声压级dB。

声级计在参考环境条件下指示的等效自由场声级dB。

二、频率计权和频率响应

频率计权和频率响应／dB标称频率计权和频率响应／dB

标称频率

平坦频频率平坦频

HzACZACZ

率响应Hz率响应

10500

12．5630

16800

201000

251250

31．51600

402000

502500

633150

804000

1005000

1256300

1608000

20010000

25012500

31516000

40020000

测量不确定度：dE

三、级线性(1kHz)

起始点指示声级dB。

起始点以上间隔10dB内的1

dB点的最大误差——dB；上限以下5dB点的最大误差——dB。

起始点以下间隔lodB内的1dB点的最大误差——dB。

dB点的最大误差——dB；下限以上5

测量不确定度：dB

四、自生噪声

AdB；CdB；ZdB；平坦频率响应dB。

五、时间计权F和S

衰减速率：FdB／s；SdB／s

时间计权F和s声级差值dB。

测量不确定度：dB

13

1288—201l

JJF

表A．1(gg)