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(jù)

依據(jù)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(shè)備

LA-1210精密聲級級，編號研S-02003，并且在檢驗內(nèi)

2.6 分析人員

薛松

3 不確定度評定和結(jié)果

3.1 不確定度來源的分析

為了正確執(zhí)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(fēng)的影響

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

3.1.1.2 環(huán)境溫度的影響

當(dāng)試驗氣溫差異較大時，車輛加速性能變化較大，經(jīng)而影響試驗結(jié)果。一般為冬季試驗結(jié)果影響較大。

當(dāng)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(qū)實際溫度變化不會超過10 ℃，因此對檢測結(jié)果影響很小，可以忽略不計。

3.1.1.3 發(fā)動機轉(zhuǎn)速或車速的影響

按照GB1495-2002進行測量時，汽車進線時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速大小對測量值有很大影響。分析表明，轉(zhuǎn)速變化100r/min時，測量值變化0.7dB，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速對應(yīng)車速的，關(guān)于它對噪聲測量值的影響又體現(xiàn)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(jié)果有影響：提前加速相當(dāng)于提高發(fā)動機進線轉(zhuǎn)速，滯后加速相當(dāng)于降低了發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，這將會對噪聲產(chǎn)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(shè)汽車偏離中心線±0.1m，如圖1所示。則根據(jù)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(shù)狀況的影響

按國標(biāo)GB1495—2002進行測定時，在開始測量之前，被測汽車的技術(shù)狀況應(yīng)符合該車型的技術(shù)條件(特別是該車的加速性能)和GB／TI2534的有關(guān)規(guī)定(包括發(fā)動機溫度、調(diào)整、燃油、火花塞等)。預(yù)熱發(fā)動機，使其油溫和水溫等達(dá)到正常狀態(tài)：檢驗輪胎靜止充氣氣壓是否符合該車輛技術(shù)要求。

3.1.2 影響不確定性系統(tǒng)誤差的因素

儀器的誤差是構(gòu)成不確定性系統(tǒng)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(tǒng)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(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)與聲波入射方向成70°～80°夾角，這時可獲得最佳相應(yīng)。當(dāng)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(yīng)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(quán)的影響

一般聲級計都有兩個時間計權(quán)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(yīng)用“慢”檔。若該噪聲波動小于4dB時，為了正確讀取數(shù)據(jù)，時間計權(quán)應(yīng)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(quán)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(biāo)定的影響

應(yīng)使用活塞發(fā)生器或聲級標(biāo)定器對聲級計進行標(biāo)定，而不使用聲級計本身的電標(biāo)定?；钊l(fā)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(xiàn)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(fù)雜的系統(tǒng)，產(chǎn)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(chǎn)生的異響都會造成測值的誤差。因此在加速測量時應(yīng)盡量將試驗樣車調(diào)整到最佳狀態(tài)，避免非系統(tǒng)異響對試驗結(jié)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(yīng)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(dāng)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(xiàn)場至少在50m半徑范圍內(nèi)不能有反射物，最好在專用試驗跑道或飛機場內(nèi)進行測定?；炷僚艿酪蚱鋱杂泊植凇⒉晃?、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(jié)果測量不確定度的因素主要為非確定性系統(tǒng)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(shù)學(xué)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(guī)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(biāo)準(zhǔn)不確定度（UA）

UA主要是重復(fù)性誤差，這里用相同的車重復(fù)測量五次數(shù)據(jù)，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(cè)（dB）右側(cè)（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(shù)C= 2.33

3.2.2 B類標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(qū)間內(nèi)，屬均勻分布，故引用的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）測速儀不確定度主要表現(xiàn)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(jié)果的不確定度貢獻(xiàn)就可以了，在前面（3.1.1.3）中已說明，按國標(biāo)GB1495-2002進行測定時，汽車在規(guī)定的檔位和速度接近AA`線，其速度變化應(yīng)控制在±1km/h之內(nèi)。

據(jù)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(xiàn)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(jù)（3.1.1.4）的試驗分析一般都控制在±1m，據(jù)公式由LMAX對求偏導(dǎo)，LC和就是常數(shù)，得：

（4）與測量使用儀器及測量相關(guān)影響有關(guān)的不確定度UB的計算

3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3.4 擴展不確定度為：

4 不確定度評定結(jié)論

經(jīng)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）。