汽车和摩托车检测领域典型参数的测量不确定度评估指南及实例(4)

2019-01-26 21:51

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附录A:(资料性附录)

汽车加速行驶车外噪声限值测量的不确定度评估实例

A.1 概述

GB 1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》中要求对汽车加速行驶车外噪声进行检测,本方法依据该标准和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》对在检测汽车加速行驶车外噪声过程中所产生的不确定度进行全面的评估。

该方法中未明确说明的内容均按照GB 1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》进行测量。其影响不确定度的因素分析见附加说明:《基于汽车加速行驶车外噪声测量的不确定度影响因素分析》。 A.1.1目的

规范汽车加速行驶车外噪声的检测方法、步骤,评估汽车加速行驶车外噪声测量过程中所产生的不确定度。 A.1.2依据文件

JJF 1059 测量不确定度评定与表示

GB 1495-2002 汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法 A.1.3检测仪器、设备

声级计 I型(允差:±0.7 dB (A)) 声级校准器 I级(允差:±0.4 dB (A)) 风速仪 允差:±0.3m/s 测速仪 允差:±0.5km/h

噪声广场 符合GB 1495-2002 标准要求 A.1.4检测程序

按GB 1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》附录A规定的测量方法进行。在初次进行不确定度评估时,按标准要求每侧测量4次取其平均值作为单次测量值,共重复10次。

A.2 数学模型

汽车加速行驶车外噪声测量值为: SP=(S1+S2+S3+S4)/4

式中: SP --车外最大加速噪声,dB (A)

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S1—单侧第一次车外最大加速噪声测量值,dB (A)

S2—单侧第二次车外最大加速噪声测量值,dB (A) S3—单侧第三次车外最大加速噪声测量值,dB (A) S4—单侧第四次车外最大加速噪声测量值,dB (A)

A.3 不确定度的来源

影响汽车加速行驶车外噪声测量结果的不确定因素主要有: A.3.1 测量重复性引入的测量不确定度u1(x),用A类评估。 A.3.2风的影响

在GB1495-2002中规定“同侧连续4次测量结果相差不大于2 dB(A)”,并限定测试时“风速不应超过5m/s”,已经较好的控制了风速对试验结果的影响。但经过我们在试验室的模拟测试(详见附加说明),建议“同侧连续4次测量结果”应分别包括汽车按往、返两个方向行驶的测量结果各两次,已最大限度的减小风对测量结果的影响(虽然实际操作中大多这样操作,但GB1495-2002中未做明确要求)。

在GB1495-2002以上“规定”及“建议”的控制下,在通过4次测量后取平均值,可以尽量减小风对测试引起的误差,且该因素属标准规定的测量条件,故在A类不确定度中考虑。

A.3.3环境温度的影响

根据我们在一年中对标准样车所做的试验结果分析,2、3档在三种极端环境温度下的试验结果略有差异,但未发现明显规律。测试前车辆均经过正常预热行驶,测试时动力总成及主要传动系总成处于正常工作温度并远高于环境温度,因此,可以认为环境温度在(35~7)℃范围内变化,对试验结果影响很小(被测量随机误差所掩盖),在计算该项试验不确定度时可以忽略不计,各环境温度下的试验结果差异主要由测试随机误差引起。而GB1495-2002中规定“测量应在良好天气中进行”,基本可以保证测试在此温度范围内进行,因而温度的影响归在A类评估中考虑。

A.3.4 发动机转速或车速的影响

按GB1495—2002中规定汽车应以规定的档位和稳定速度接近 AA′线,其速度变化应控制在士1km/h之内,通过现场试验数据分析,发动机转速或车速的影响在A类评估中考虑。 A.3.5加速起始点位置的影响

提前加速和滞后加速都会给试验结果带来影响,提前加速相当于提高发动机进线转速,滞后加速相当于降低了发动机进线的转速,这将会产生一定的的影响。根据试验分析统计(详见附加说明),最大起始点误差为1.8米,将其考虑在A

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类评估中。

A.3.6声级计误差的影响

本方法使用的是I型声级计,其最大测量误差为±0.7dB, 将其考虑在B类评估中.

A.3.7声校准器误差的影响

声校准器是用于每次测量前后对声级计进行校准的仪器,其准确度直接影响测量结果,根据GB/T15173的规定,其最大测量误差为±0.4dB,在B类评估中考虑。

A.4 标准不确定度评估

A.4.1 标准不确定度A类评估

标准不确定度的A类评估按表1分别采集数据(重复测量十次,每次重新拆装仪器,读取数据值).

表1 标准不确定度的A类评估采集数据 本底噪声 (dB(A)) 变速箱档位 测量次数 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 算术平均测量结果 (dB(A)) 左侧 72.3 73.5 72.9 72.6 72.7 72.2 72.4 72.7 73.1 72.0 72.64 右侧 73.5 72.8 73.1 72.6 73.3 73.0 72.5 74.1 73.4 72.8 73.11 —— —— 49.8~50.2 4150~4200 入线车速 (km/h) 53.7-54.9 2 出线转速 (r/min) 10次独立观测结果的算术平均值x(取右侧测量结果):

x1n??x?73.11dB(A) 10i?1i由贝塞尔公式得到的平均值的实验标准偏差为:

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s(x)?1n(x?x)2?0.482dB(A) ?n?1i?1i在实际测量中,规定重复测量4次 ,以4次测量结果的算术平均值为测量结果,所以标准不确定度

_s(x)s(x)?=0.241 dB(A)

4所以,测量结果A类标准不确定度为:

u1s

_(x) = s(x)=0.241 dB(A)

自由度ν=n-1=9 A.4.2 不确定度B类评估

A.4.2.1 声级计允许误差引起的标准不确定度

声级计允许误差为±0.7dB (A),为均匀分布,,包含因子k=3,由此得到声级计不确定度:

u2s= a/k=0.404 dB (A)

声级计允差所带来的标准不确定度分量为

u2s(x)=0.404dB (A)

A.4.2.2 声级校准器允许误差引起的标准不确定度

声级校准器允差误差为±0.4 dB (A),为均匀分布,,包含因子k=3,由此得到声级校准器的不确定度:

u3s= a/k=0.230 dB (A)

声级校准器对测量噪声的不确定度贡献为

u3s(x)=0.230dB (A)

A.5 合成标准不确定度

根据上述数据,计算并带入表2

表2 汽车加速行驶车外噪声测量不确定度汇总表

序号 标 准 不 确 定 度 不确定度来源 类型 测量重复性 声级计误差 声级校准器误A B B 分 布 正态 均匀 均匀 包含因子 (ki) 1 3 3 符 号 i 1 2 3 数值 灵敏系数 1 1 1 u1s 0.241 dB(A) U2s 0.404dB (A) U3s 0.230dB (A) 20XX年XX月XX日发布 20XX年XX月XX日实施

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差 4 5

根据表2,考虑到各分量相互独立,得到合成标准不确定度为:

22 uc?u12S?u2S?u3S?0.52(dB(A))

合成不确定度 22uc?u12S?u2S?u3S?0.52 uc 0.52 dB (A) 扩展不确定度U=2uc;k= 2

A.6 扩展不确定度和结果报告

A.6.1取包含因子k=2,其扩展不确定度为

U = 2uc=1.0 (dB(A)) A.6.2测量不确定度的报告与表示

按规定的格式出具报告,附上相应的扩展不确定度值: 汽车加速行驶车外噪声测量结果为: 73.1 dB(A),U = 1.0 dB(A),k = 2。 或:

汽车加速行驶车外噪声测量结果为: 73.1 dB(A)±1.0 dB(A),k = 2。

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