Księga Jakości Laboratorium

Transkrypt

1 16.. Metodyka szacowaia iepewości typu A Opracował: mgr Jest to szacowaie iepewości o asymetryczych graicach przedziału ufości względem wartości średiej, co wyika z faktu określaia wartości średiej jako średiej eergetyczej (dla wartości RMS) albo jako średiej szczytowych amplitud ciśień akustyczych (dla wartości PEAK). Spis treści: Wymagaia statystyki fizyczej Niepewość typu A pomiaru imisji Seria pomiarowa o stałym czasie pomiaru elemetarego Seria pomiarowa o zmieym czasie pomiaru elemetarego Pomiar ciągły do czasu ustabilizowaia wyiku poziomu rówoważego Pomiar hałasu komuikacyjego Niepewość wyiku obliczeia emisji Niepewość wyiku obliczeia poziomu rówoważego Niepewość określeia czasu Niepewość określeia poziomu rówoważego Niepewość określeia maksymalego poziomu dźwięku Niepewość określeia szczytowego poziomu dźwięku Niepewość określeia poziomu mocy akustyczej Zasada pomiaru Niepewość typu A Niepewość ekspozycji dla emisji u A95 (E) Niepewość określeia powierzchi pomiarowej u A95 (S) Niepewość określeia chłoości akustyczej u A95 (A) metoda Niepewość określeia chłoości akustyczej u A95 (A) metoda Niepewość określeia wskaźika izolacyjosci akustyczej a dźwięki powietrze Niepewość określeia wskaźika izolacyjosci akustyczej a dźwięki uderzeiowe...3 wydaie 07 z d Stroa 1 z 4/R16.

2 Wymagaia statystyki fizyczej Niepewość typu A (ozaczaa jako U A ) dotyczy rozrzutu statystyczego wyików pomiaru traktowaych jako zmiee losowe o astępujących cechach: idetycze prawdopodobieństwo zdarzeia dla wartości oczekiwaej określoej jako średia arytmetycza, (lub określoe prawdopodobieństwa zdarzeń dla wartości oczekiwaej określoej jako średia arytmetycza ważoa), iezależe, powtarzale, pomiar ie wpływa a wyik Niepewość typu A pomiaru imisji Pomiar imisji w pukcie pomiarowym w celu określeia poziomu dźwięku badaego hałasu razem z tłem akustyczym albo samego tła akustyczego. Wyróżiamy szereg sytuacji pomiarowych, dla których określa się osoby tryb obliczeń: 1. seria pomiarowa o stałym czasie pomiaru elemetarego w tym też seria pomiarowa pojedyczych zdarzeń akustyczych,. seria pomiarowa o zmieym czasie pomiaru elemetarego, 3. pomiar ciągły do czasu ustabilizowaia wyiku poziomu rówoważego wg zadaych kryteriów, 4. pomiar poziomu hałasu komuikacyjego. wydaie 07 z d Stroa z 4/R16.

3 Seria pomiarowa o stałym czasie pomiaru elemetarego Niepewość typu A określeia poziomu imisji lub tła akustyczego a podstawie wykoaych pomiarów elemetarych oblicza się według astępujących zasad: wyiki pomiarów elemetarych poziomu dźwięku wyrażoe w db przekształcamy do postaci ekspozycji względej (ze wzoru [16.1.B): L Ei = i pi = p0 obliczamy wartość średią (wartość oczekiwaą) według wzoru [16.1.D: Eśr. = [E 1 ĺe i obliczamy estymatę średiego odchyleia stadardowego s wartości średiej zgodie ze wzorem: s= 1 (E Ei ) ĺ ( 1) śr. szacujemy iepewość [F a poziomie ufości 95%, uwzględiając rozkład TStudeta, korzystając ze wzoru: [G U A, 95 ( E śr. ) = t ( ) s określamy przedział iepewości dla ufości a poziomie 95% dla ekspozycji względej jako: [E śr. [ U A, 95 (E śr. ) «E śr. + U A, 95 (E śr. ) trasformacja z E a L [H obliczamy graice przedziału iepewości, określoego j.w., wyrażając je w wartościach poziomu dźwięku A (a podstawie wzoru [A1 patrz rozdz ): [ [ 10 lg E śr. U A, 95 (E śr. ) «10 lg E śr. + U A, 95 (E śr. ) trasformacja z E a L [I czyli: trasformacja z E a L Ldo l a _ graica «L góra_ graica [J obliczamy wartości iepewości dla wartości średiej poziomu dźwięku: wartość góra +U+A,95 (iepewość dla wartości większych od średiej) i wartość dola U A,95 (iepewość dla wartości miejszych od średiej) określoe jako odchyleia addytywe względem wartości średiej poziomu dźwięku dla wyżej obliczoego przedziału iepewości jako: [L śr. [ U A, 95 ( Lśr. ) «Lśr. + U A+, 95 ( Lśr. ) trasformacja z E a L [K trasformacja z E a L [L i wyik wyrażamy jako: Lśr. { +U+A,95; UA,95 } wydaie 07 z d Stroa 3 z 4/R16.

4 16... Seria pomiarowa o zmieym czasie pomiaru elemetarego Ważoa średia arytmetycza to wartość oczekiwaa zmieej losowej dyskretej o różych prawdopodobieństwach dla skończoej liczby możliwych wartości: E ( X ) = ĺ P( X i ) X i [D1 i=1 Gdzie P(Xi) to wagi zormalizowae do 1 (czyli są to prawdopodobieństwa). Dla ważoej średiej arytmetyczej wariacja wyraża się wzorem: ( ) [E ( X ) D (X ) = E X ć ö = ĺ P ( X i ) X ç ĺ P ( X i ) X i =...i _ koiec _ a _ tym _! č ř i W ogólym przypadku ie ma aalityczego rozwiięcia powyższego wzoru! A zatem wariacja (i dalej odchyleie stadardowe jako pierwiastek z iej) już ie mogą być liczoe jako średie odchyleie kwadratowe! W takim przypadku: wyiki pomiarów elemetarych poziomu dźwięku wyrażoe w db przekształcamy do postaci ekspozycji względej (ze wzoru [16.1.B) według wzoru [E, obliczamy wartość średią (wartość oczekiwaą) według wzoru [D: ti Ei T p Eśr. = ĺ gdzie T p suma czasów pomiarów: T p = ĺ ti obliczamy estymatę średiego odchyleia stadardowego s wartości średiej zgodie ze wzorem: ć ti ö ti ç X X ĺ T i ç ĺ T i p č p ř s= [F i dalej według wzorów [G [L. wydaie 07 z d Stroa 4 z 4/R16.

5 Pomiar ciągły do czasu ustabilizowaia wyiku poziomu rówoważego Dotyczy oszacowaia iepewości typu A określeia poziomu rówoważego z czasu pomiaru, wykoywaego metodą pomiaru ciągłego aż do mometu ustabilizowaia się wyiku poziomu rówoważego według zadaych kryteriów obserwacji. Kryterium obserwacji: wahaie wyiku poziomu rówoważego z czasu pomiaru wyosi ie więcej iż 0,1 db a 1 sekudę (dla hałasu ustaloego) lub a 1 cykl (dla hałasu okresowego)? Sposób oszacowaia: Kryterium obserwacji: L1 L Ł 0,1dB czyli: 10 lg(e1 ) 10 lg(e ) Ł 0,1dB gdzie: E1 średia eergia do mometu t1 E średia eergia do mometu t = t1 + 1s stąd ogólie: 0,977 Ł E1 Ł 1,03 E czyli zmiay eergii (od początku pomiaru) są miejsze iż,3% a 1 sekudę/cykl. Zakładamy, że dla dostateczie długiego pomiaru: ĺ [E s= +1 E1 ĺ [E i ( 1) wydaie 07 z d = E i ( + 1) 16. Stroa 5 z 4/R16.

6 stąd: +1 ( + 1) ĺ [Ei E1 = ( 1) ĺ [Ei E ( + 1) ĺ [Ei E1 = ( 1) éęĺ [Ei E + (E+1 E ) ůú ë E+1 = ( + 1) E E1 skądiąd: ( + 1) ĺ [Ei E1 = ( 1) ĺ [Ei E + ( 1) [( + 1) E E1 E ( + 1) ĺ [Ei E1 = ( 1) ĺ [Ei E + ( 1) (E E1 ) E = 1,03 E1 = E1 + 0, 03 E1 wiemy już też, że dla aszych założeń: ( + 1) ĺ [Ei E1 = [ = ( 1) ĺ ( Ei E1 ) (Ei E1 ) 0,03 E1 + (0,03 E1 ) + ( 1) (0,03 E1 ) zauważamy, że: ĺ (E i E1 ) = 0 ( + 1) ĺ [Ei E1 = ( 1) ĺ (Ei E1 ) + ( 1) ĺ (0,03 E1 ) + ( 1) (0,03 E1 ) ĺ [Ei E1 = ( 1) (0,03 E1 ) + ( 1) (0,03 E1 ) ĺ [E i E1 = ( 1) s= ( + 1) (0,03 E1 ) ( + 1) (0,03 E ) wydaie 07 z d Stroa 6 z 4/R16.

7 Zatem iepewość typu A o poziomie ufości 95% dla ekspozycji względej będzie wyosić: U A95 (E ) = s = 0,03 ( + 1) E1 stąd dla poziomów dźwięku: [ ± U A95 (Leq ) = 10 lg 1 ± 0,03 ( + 1) gdzie: liczba sekud/cykli od początku pomiaru do mometu spełieia zalożeia stabilizacji Przy założeiu, że wyik aliczaego od początku pomiaru poziomu rówoważego z czasu pomiaru ie zmieia się bardziej iż 0,1 db a 1 sekudę/cykl, wyika, że iepewość wyrażaa dla poziomów dźwięku (asymetrycza!) zależy wyłączie od czasu trwaia pomiaru, wyrażoego w sekudach/cyklach, do mometu zaobserwowaia spełieia założeń. Powyższy wzór ma tę właściwość, że przedział iepewości rośie wraz z czasem jest to fizyczie zrozumiałe: im więcej czasu musimy czekać a ustabilizowaie się wyiku, tym bardziej zmiey był baday poziom hałasu, a co za tym idzie jest większy przedział iepewości. Podsumowaie Wykoujemy pomiar zmieego hałasu obserwując wyik mierzoego poziomu rówoważego z czasu pomiaru oraz czas pomiaru (lub liczbę cykli) do mometu, aż wahaia wyiku będą poiżej 0,1 db a 1 sekudę/cykl wtedy przedział iepewości o poziomie ufości 95% zmierzoego poziomu rówoważego możemy szacować a podstawie wzorów: ( [ [ U A95 (Leq ) = + 10 lg 1 + 0,03 ( + 1) ;10 lg 1 0,03 ( + 1) ) przykładowo: czas [s lub liczba cykli wydaie 07 z d UA95 UA95 0,53 0,7 0,87 0,98 1,19 1,34 1,59 1,96 0,61 0,87 1,08 1,7 1,64 1,95,54 3, Stroa 7 z 4/R16.

8 Pomiar hałasu komuikacyjego A. Procedura podstawowa pomiary ciągłe dotyczy hałas drogowy Zdarzeiem elemetarym jest jeda doba. Należy określić wskaźiki hałasu a podstawie przyajmiej jedego pomiaru ciągłego wykoaego dla charakterystyczego odcika (p. międzywęzłowego lub o podobym zagospodarowaiu tereu) dla co ajmiej 3 kolejych dób i zastosować procedurę Seria pomiarowa o stałym czasie pomiaru elemetarego. UWAGA: Powyższa procedura jest prawidłowa ze statystyczego puktu widzeia pod warukiem, że atężeie i struktura ruchu w koleje di tygodia są porówywale. W ogólym przypadku ależałoby rozpatrywać każdy dzień tygodia osobo z dodatkowym podziałem a pory roku z uwzględieiem okresów urlopowowakacyjych. Niemiej jedak, w warukach realych zleceń, jest to trude do realizacji kliet musiałby poieść koszt kilkudiowych badań w jedym pukcie pomiarowym. B. Procedura podstawowa pomiary pojedyczych zdarzeń akustyczych dotyczy hałas drogowy, kolejowy, loticzy (pomiary okresowe) Zdarzeiem elemetarym jest jede przejazd pojazdu / jedostki / pociągu w daej klasie. W wyiku pomiaru określa się ekspozycyje poziomy dźwięku L AE (SEL). Dla tak uzyskaych wyików w każdej klasie ależy zastosować procedurę Seria pomiarowa o stałym czasie pomiaru elemetarego. Następie obliczeiowo określa się wskaźiki dobowe a podstawie daych o atężeiu ruchu patrz wzory a astępej stroie (przykład dla hałasu kolejowego)! UWAGA: W tej procedurze zmieą obarczoą a ogół iezaym błędem są dae lub progozy atężeia ruchu te fakt ależy odotować w raporcie z badań. wydaie 07 z d Stroa 8 z 4/R16.

9 Określeie rówoważego poziomu hałasu wraz z iepewością wyiku Poziom rówoważy określoo wg wzoru dla poziomów L AEi określoych w odległości p. 5m: 0.1* L AE i ö ć ć r[m ö LAeq = 10 lg ç ĺ i lg (T [s) 10 lg ç č 5m ř č i ř iaczej: 0.1* L AE i öů é 5 ć LAeq = 10 lg ę ç ĺ i 10 ú ř ë T [ s r[m č i gdzie : T LAE i i r czas obserwacji: 16 godzi dla dia (57600s) lub 8 godzi dla ocy (8800s) średie poziomy ekspozycyje SEL hałasu itego zdarzeia w czasie obserwacji w odl.5m liczba itego zdarzeia w czasie obserwacji odległość puktu od toru lub trasy (te czło wzoru dot. obliczeń dla iego puktu) To samo wyrażoe jako ekspozycje względe: EAeq = 5 ć ö ç ĺ i EAEi T rč i ř Niepewość dla ekspozycji względej jest określoa wzorem: U (E Aeq ) = E Aeq ĺ [( i U (E AEi )) + (E AEi U (i )) ć U (r ) ö +ç č r ř i é ů ęĺ i E AEi ú ë i Zgodie z ostatio publikowaymi projektami owych rozporządzeń oblicza się wyłączie składową dodatią +UR95(LAeq) iepewości rozszerzoej asymetryczej wyrażoej jako poziomy dźwięku: + U (LAeq ) = 10 lg é10 ęë 0,1 L Aeq + U (E Aeq )ů L Aeq ú czyli: ě ď ď + U (L Aeq ) = 10 lg í1 + ď ď î ĺ [( i U ( E AEi )) + ( E AEi U (i )) i é ů ęĺ i E AEi ú ë i ü ď ć U (r ) ö ď +ç ý č r ř ď ď ţ W iepewościach określeia poziomu rówoważego dla puktów pomiarowych uwzględia się: iepewości określeia ekspozycyjych poziomów dźwięku poszczególych kategorii pociągów, iepewość określeia odległości wyikającą z ruchu pociągów po różych torach: ±,5 m iepewość określeia liczby pociągów: ±1 wydaie 07 z d Stroa 9 z 4/R16.

10 C. Procedura umowa określaie iepewości dla pomiarów hałasu drogowego a podstawie bezpośredich pomiarów hałasu z wykorzystaiem próbkowaia (pomiary krótkotrwałe z tego samego dia). UWAGA1: Procedura iiejsza wyika z adaptacji wymagań metodyki pt. Referecyja metodyka wykoywaia okresowych pomiarów poziomów hałasu wprowadzaego do środowiska w związku z eksploatacją dróg, liii kolejowych i liii tramwajowych oraz kryteria lokalizacji puktów pomiarowych Załączik r 3 do rozporządzeia Miistra Środowiska z dia 16 czerwca 011 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzeia pomiarów poziomów substacji lub eergii w środowisku przez zarządzającego drogą, liią kolejową, liią tramwajową, lotiskiem lub portem (Dz. U. Nr 140 z dia 7 lipca 011 r., poz.84), która w pukcie E. dopuszcza podzieleie przedziału czasu a krótsze odciki w celu uzyskaia iformacji o zmieości charakterystyki źródła hałasu. Procedura szacowaia iepewości polega a oszacowaiu iepewości dla każdego jedogodziego okresu badań według procedury Seria pomiarowa o stałym czasie pomiaru elemetarego przyjmując umowie 4 pomiary elemetare po 15 miut każdy. Następie a tej podstawie określa się iepewość wskaźików dobowych (16 godzi pory dzieej, 8 godzi pory ocej, 4 godziy wskaźika LDWN): C.1. Pierwszy sposób po obwiedi (poziom ufości 95%): oblicza się wartości wskaźików dobowych odpowiedio dla górej graicy przedziału iepewości ze wszystkich godzi od poziomów jedogodziych powiększoych o iepewość 15miutową dla daej godziy oraz dla dolej graicy przedziału iepewości ze wszystkich godzi od poziomów jedogodziych pomiejszoych o iepewość 15miutową dla daej godziy i dalej wg wzorów [J [L procedury w celu określeia dodatiej i ujemej wartości iepewości wyrażoej dla poziomu dźwięku. C.. Drugi sposób składaie iepewości cząstkowych (dokładiejszy!): oblicza się w przestrzei ekspozycji względych iepewość wyikową jako złożeie iepewości cząstkowych 1godziych pomiarów cząstkowych (odpowiedio 16 dla pory dzieej oraz 8 dla pory ocej) wg wzorów: 1 U A 95 (EeqD ) = ĺ [U (E ) Di oraz 1 U A 95 (EeqN ) = 8 8 ĺ [U (E ) Ni i dalej wg wzorów [J [L. UWAGA: Faktyczie, zgodie z omeklaturą statystyczą jest to iepewość typu B związaa z przyjętym modelem hałasu do obliczeia hałasu dobowego. Jedak ze względów edycyjych umieszczoo tą procedurę w tym rozdziale. Oszacowae iepewości sumują się z iepewością typu B związaą z aparaturą pomiarową zgodie prawem propagacji iepewości. wydaie 07 z d Stroa 10 z 4/R16.

11 Niepewość wyiku obliczeia emisji Niepewość typu A określeia poziomu emisji a podstawie obliczoych wartości średich poziomu imisji oraz tła akustyczego oblicza się według astępujących zasad: obliczamy wartość emisji wyrażoej jako ekspozycja względa: Eem = Eim Etlo _ akustycze [M UWAGA: wyrażając to samo jako poziom dźwięku, otrzymujemy zay wzór: Lem = 10 lg( Eem ) = 10 lg(eim Etlo _ akustycze ) = 0,1 Ltlo _ akustycze = 10 lg(100,1 Lim 10 określamy błąd wyiku emisji dla ekspozycji względej: U A,95 ( E em ) = ) [U [ + U A, 95 ( Etlo _ akustycze. ) A,95 ( E im. ) [N astępie powtarzamy procedurę według wzorów od [H do [L. UWAGA: W przypadku różicy pomiędzy poziomem imisji a poziomem tła akustyczego powyżej 10 db zgodie z metodyka pomiarową [8 moża pomiąć wpływ tła akustyczego. Jedak wtedy ależy w iepewości typu B uwzględić błąd związay z takim uproszczeiem (zawyżeie wyiku emisji), który wyosi 0,5 db dla ww różicy 10 db, a 0,1 db dla różicy 15 db. wydaie 07 z d Stroa 11 z 4/R16.

12 Niepewość wyiku obliczeia poziomu rówoważego Niepewość określeia czasu Niepewość określeia czasu trwaia sytuacji akustyczej dla której wykoao pomiary elemetare, ależy określać według astępujących zasad: zdarzeie trwające przez cały ormatywy czas obserwacji T iepewość związaa z określeiem czasu działaia źródła hałasu jest rówa 0, zdarzeia o ściśle określoym czasie trwaia w ormatywym czasie obserwacji iepewość rówa 0, zdarzeia o zmieym czasie trwaia w ormatywym czasie obserwacji iepewość określaa zgodie z wytyczymi zawartymi w [5 dla modelu prostokąta, gdzie dolą i górą graicę przedziału zdarzeń staowi odpowiedio miimaly i maksymaly czas trwaia sytuacji, a średi czas trwaia jest przyjmoway jako średia arytmetycza z tych graic. Niepewość stadardową określa się jako 58% (dzieleie przez pierwiastek z 3) rozstępu połówkowego pomiędzy miimalym i maksymalym czasem trwaia sytuacji. Niepewość a poziomie ufości 95% otrzymuje się przy zastosowaiu współczyika rozszerzeia k=. w przypadku sytuacji akustyczych, których czasy trwaia podlegają iym rozkładom ależy zastosować idywiduale podejście. wydaie 07 z d Stroa 1 z 4/R16.

13 Niepewość określeia poziomu rówoważego Niepewość typu A określeia poziomu rówoważego oblicza się a podstawie zaych udziałów emisji Eem_k dla każdej sytuacji akustyczej i czasów trwaia tych sytuacji wraz z odpowiedimi iepewościami U A,95(Eem_k) oraz UA,95(tk). ekspozycję względą rówoważą dla m sytuacji akustyczych w ormatywym czasie obserwacji T określa się według wzoru dla ekspozycji względych: m m tk Eeq = ĺ Eem _ k = ĺ Eeq _ k k =1 T k =1 [O UWAGA: wyrażając to samo jako poziomy dźwięku, otrzymujemy zay wzór a poziom rówoważy: m m tk t 0,1 L Leq = 10 lg( Eeq ) = 10 lg(ĺ Eem _ k ) = 10 lg(ĺ k 10 em _ k ) k =1 T k =1 T określa się iepewość ekspozycji względej rówoważej dla każdej sytuacji akustyczej: é 0,1 L U (t ) ů é tk ů U A,95 ( Eeq _ k ) = ę U A,95 ( Eem _ k )ú + ę10 em _ k A, 95 k ú T ët ë [P określa się iepewość wyikową ekspozycji względej rówoważej dla sumy sytuacji akustyczych: m U A,95 ( Eeq ) = ĺ [U A, 95 ( Eeq _ k ) [Q k =1 astępie powtarzamy procedurę według wzorów od [H do [L. wydaie 07 z d Stroa 13 z 4/R16.

14 Niepewość określeia maksymalego poziomu dźwięku Zgodie z metodykami pomiarowymi poziom maksymaly określa się jako wartość ajwiększą z uzyskaych wartości maksymalych z kilku pomiarów elemetarych a ogół jest to wartość maksymala poziomu dźwięku RMS przy stałej czasowej SLOW i korekcji częstotliwościowej A (a staowiskach pracy i w pomieszczeiach). Przyjmujemy, że uzyskiwae wyiki podlegają rozrzutowi statystyczemu, dla którego jesteśmy w staie określić eergetyczą wartość oczekiwaą (średią arytmetyczą w ekspozycjach względych) według wzorów [B lub [D (patrz KJ) oraz estymatę odchyleia stadardowego w serii pomiarowej (jest to właściwa miara, gdyż jako wyik całego badaia przyjmujemy pojedyczy wyik pomiarowy, a ie średią z wyików pomiarowych!), określoą wzorem: s= 1 (Eśr. Ei ) ( 1) ĺ [F Dalsze postępowaie prowadzimy wg wzorów [G [J uwzględiając wpływ liczby pomiarów elemetarych, składając z iepewością typu B (wyikającą z budżetu iepewości typu B) i określając graice przedziału iepewości: Ldo l a _ graica «Lgóra _ graica [J W celu obliczeia odchyleń od uzyskaej wartości Lmax (większej od średiej eergetyczej!), tj. iepewości złożoej rozszerzoej dla poziomu ufości 95%, przedstawiamy przedział określoy wzorem [J w poiższej postaci: [L max [ + U R, 95 (Lmax ) «Lmax + U R+, 95 ( Lmax ) [K W te sposób określamy wartości odchyleń U A,95(Lmax) oraz U+A,95(Lmax) jako: U R,95 (Lmax ) = Ldo l a _ graica Lmax (wartość ujema!) U R+, 95 ( Lmax ) = L góra _ graica Lmax wydaie 07 z d [L1 [L 16. Stroa 14 z 4/R16.

15 Niepewość określeia szczytowego poziomu dźwięku Zgodie z metodykami pomiarowymi szczytowy poziom dźwięku określa się jako wartość ajwiększą z uzyskaych wartości szczytowych z kilku pomiarów elemetarych a ogół jest to maksymala wartość szczytowego poziomu dźwięku (Peak) przy korekcji częstotliwościowej C (a staowiskach pracy). Przyjmujemy, że uzyskiwae wyiki amplitud ciśieia akustyczego (wartość szczytowa) podlegają rozrzutowi statystyczemu, dla którego jesteśmy w staie określić wartość oczekiwaą (średią arytmetyczą szczytowych ciśień akustyczych względych) według wzorów [B lub [D (patrz i KJ) oraz estymatę odchyleia stadardowego w serii pomiarowej (jest to właściwa miara, gdyż jako wyik całego badaia przyjmujemy pojedyczy wyik pomiarowy, a ie średią z wyików pomiarowych!), określoą wzorem: 1 ( P P ) śr. i ( 1) ĺ s= [F3 Dalsze postępowaie prowadzimy wg wzorów [G [J (dla wartości P!) uwzględiając wpływ liczby pomiarów elemetarych, składając z iepewością typu B (wyikającą z budżetu iepewości typu B) i określając graice przedziału iepewości: szacujemy iepewość a poziomie ufości 95%, uwzględiając rozkład T Studeta, korzystając ze wzoru: U A,95 ( Pśr. ) = t ( ) s [G3 składamy tak uzyskay przedział z iepewością typu B wyrażoą w przestrzei amplitud ciśieia akustyczego względego P: U R,95 (P ) = U A,95 (P ) + U B,95 (P ) określamy przedział iepewości dla ufości a poziomie 95% dla ekspozycji względej jako: [P śr. [ U R,95 ( Pśr. ) «Pśr. + U R,95 ( Pśr. ) [H3 obliczamy graice przedziału iepewości, określoego j.w., wyrażając je w wartościach poziomu dźwięku A (a podstawie wzoru [A patrz rozdz ): [ [ 0 lg Pśr. U A,95 ( Pśr. ) «0 lg Pśr. + U A,95 ( Pśr. ) trasformacja z P a L [I 3 czyli: Ldo l a _ graica «Lgóra _ graica wydaie 07 z d [J3 16. Stroa 15 z 4/R16.

16 W celu obliczeia odchyleń od uzyskaej wartości Lpeak, tj. iepewości iepewości złożoej rozszerzoej dla poziomu ufości 95%, przedstawiamy przedział określoy wzorem [J w poiższej postaci: [L peak [ + U R,95 (L peak ) «L peak + U R+, 95 ( Lpeakx ) [K3 W te sposób określamy wartości odchyleń U A,95(Lmax) oraz U+A,95(Lmax) jako: U R, 95 (L peak ) = Ldo l a _ graica L peak (wartość ujema!) U R+, 95 (L peak ) = Lgóra _ graica L peak wydaie 07 z d [L31 [L3 16. Stroa 16 z 4/R16.

17 Niepewość określeia poziomu mocy akustyczej Metodyka wg: PNEN ISO 3746 (grudzień 1999) Akustyka. Wyzaczaie poziomów mocy akustyczej źródeł hałasu a podstawie pomiarów ciśieia akustyczego. Metoda orietacyja z zastosowaiem otaczającej powierzchi pomiarowej ad płaszczyzą odbijającą dźwięk Zasada pomiaru PNEN ISO 3746.B1 (powierzchia półsferycza ad powierzchią odbijającą) 4 pozycje mikrofou r ł 1m lub r ł x d0 (wymiar charakterystyczy źródła) wskazae wartości r [m: 1,, 4, 6 (większe raczej będą trude do realizacji...) K1A <3 tylko dla DL A > 3 db przestrzeń otwarta: KA = 0 lub pomieszczeie: A/S>1 i KA<7 PNEN ISO 3746.B3 (powierzchia ćwierćsferycza ad powierzchią odbijającą) 3 pozycje mikrofou r > 3m K1A <3 tylko dla DL A > 3 db przestrzeń otwarta: KA = 0 (dźwięki odbite są uwzględiae w mierzoym poziomie!) lub pomieszczeie: A/S>1 i KA<7 PNEN ISO 3746.C1 (powierzchia prostopadłościea ad powierzchią odbijającą) pozycje mikrofou wyikające z podziału powierzchi S / (3d) wskazay podział a (d) wskazae d = 1m, waruek d>0,15m K1A <3 tylko dla DL A > 3 db przestrzeń otwarta: KA = 0 (dźwięki odbite są uwzględiae w mierzoym poziomie!) lub pomieszczeie: A/S>1 i KA<7 UWAGI: określaie poprawki a tło akustycze K1A jest rówoważe obliczeiu tzw. różicy logarytmiczej poziomu imisji i tła akustyczego (różica w wielkościach eergetyczych) poprawka środowiskowa KA zgodie z orma jest określoa wzorem: é ć S öů K A = 10 lg ę1 + 4ç ú č A ř ë gdzie: S powierzchia pomiarowa wyrażoa w wartościach względych (re S0=1m) A chłoość akustycza pomieszczeia (dla charakterystyki częstotliwosiowej A przyjmować dla 1kHz) wydaie 07 z d Stroa 17 z 4/R16.

18 Wzór podstawowy1: (uogólioy) LW = L p + 10 lg(s ) K A gdzie: LW poziom mocy akustyczej [db Lp uśredioy eergetyczie poziom dźwięku [db dla emisji, a powierzchi pomiarowej S KA poprawka środowiskowa (przestrzeń otwarta KA=0, pomieszczeie KA=10lg[1+4(S/A) ) S powierzchia pomiarowa wyrażoa w wartościach względych (re S0=1m) Powyższy wzór wyrażoy w wielkościach eergetyczych: W = E S 10 K A 10 W= lub E S 1+ 4(S / A) gdzie: W względa moc akustycza (względem poziomu odiesieia W0=101 W) E uśredioa arytmetyczie ekspozycja względa (re p0=.105 Pa) dla emisji, a powierzchi pomiarowej S KA poprawka środowiskowa (przestrzeń otwarta KA=0, pomieszczeie KA=10lg[1+4(S/A) ) S powierzchia pomiarowa wyrażoa w wartościach względych (re S0=1m) A chłoość akustycza pomieszczeia Niepewość typu A 1) KA=0: u A 95 (W ) = S u A95 (E ) + E u A 95 (S ) ) KA>0: 1 ćw ö ćw ö ć ö ć W ö ć 4S ö u A 95 (W ) = ç u A 95 (E ) + ç ç u A95 (S ) + ç ç u A 95 ( A) čeř č S ř č 1 + 4S / A ř č A ř č 1 + 4S / A ř lub po podstawieiu KA: u 1 A 95 (W ) = ćç W ö u A95 (E ) + ćç W ö 10 čeř čsř K A 5 u A95 (S ) + ćç 4WS ö 10 č A ř K A 5 u A95 (A) wzór przybliżoy (ale zgody z ormą!) ie uwzględia zależości gęstości powietrza od temperatury wydaie 07 z d Stroa 18 z 4/R16.

19 u A 95 Niepewość ekspozycji dla emisji ua95(e) 1 N (E ) = ĺ u A95 (Ei ) N gdzie: N liczba pozycji mikrofou Niepewości wyików w każdej pozycji mikrofou ua95(ei) określamy wg procedury dla Serii pomiarowej o stałym czasie pomiaru elemetarego (pukt KJ) Niepewość określeia powierzchi pomiarowej ua95(s) 1) Dla powierzchi półsferyczej S = p r u A95 (S ) = 4p r u A95 (r ) gdzie: ua95(r) iepewość wyzaczeia promieia r propouję przyjąć wartość 0,1 m ) Dla powierzchi prostopadłościeej [ S = 4 (ab + bc + ca ) u A95 (S ) = 16 (a + b ) + (b + c ) + (a + c ) u A95 (d ) gdzie: ua95(d) iepewość pomiarów liiowych propouję przyjąć wartość 0,1 m Niepewość określeia chłoości akustyczej ua95(a) metoda 1 metoda przybliżoa szacowaia chłoości a podstawie wymiarów i zagospodarowaia pomieszczeia Rozważamy tu tylko przypadek określaia według metody przybliżoej (PNEN ISO 3746.A.3..1): A = a Sv u A95 ( A ) = S v u A95 (a ) + a u A 95 (S v ) gdzie: ua95(a ) iepewość oszacowaia a propouję przyjąć wartość 0,1 ua95(sv) iepewość pomiarów liiowych i obliczeń Sv patrz wyżej dla pow. prostopadłoscieej! wydaie 07 z d Stroa 19 z 4/R16.

20 Niepewość określeia chłoości akustyczej ua95(a) metoda szacowaie chłoości a podstawie pomiaru czasu pogłosu Rozważamy tu przypadek określaia według metody przybliżoej (PNEN ISO 3746.A.3..): A = 0,16 V T gdzie: V objętość pomieszczeia badawczego w [m3, T czas pogłosu pomieszczeia badawczego w [s wyzaczoy dla dźwięku szerokopasmowego metodą szumu przerywaego lub dźwięku impulsowego, przy charakterystyce częstotliwościowej A ć 0,16 ö ć 0,16 ö u A95 ( A ) = ç u A95 (V ) + ç u A95 (T ) č T ř č T ř gdzie: ua95(t) iepewość obliczeń czasu pogłosu T ze wzorów statystyczych ua95(v) iepewość pomiarów liiowych i obliczeń V = a. b. c: éć u (a ) ö ć u (b ) ö ć u (c ) ö ů u A95 (V ) = V ęçç A95 + çç A95 + çç A95 ú ęëč a ř č b ř č c ř ú gdzie: ua95(a), ua95(b), ua95(c) iepewość pomiarów liiowych propouję przyjąć wartość 0,1 m Niepewość określeia poziomu mocy akustyczej obliczamy według wzorów [H [L patrz pukt KJ. wydaie 07 z d Stroa 0 z 4/R16.

21 Niepewość określeia wskaźika izolacyjosci akustyczej a dźwięki powietrze Izolacyjość akustycza właściwa przybliżoa R w wskaźik ważoy izolacyjości akustyczej właściwej R określa się dla pasm tercjowych: ćsö Rw' = LA ad. LA odb lg ç č Ař [1 gdzie: R w wskaźik izolacyjości akustyczej właściwej przegrody [db LA ad poziom dźwięku A w pomieszczeiu adawczym (ze źródłami hałasu) [db LA odb poziom dźwięku A w pomieszczeiu odbiorczym (przyległym przez przegrodę) [db S powierzchia przegrody [m A chłoość akustycza pomieszczeia odbiorika [m Zależość chłoości akustyczej od czasu pogłosu opisuje wzór Sabie a: A= [ 0,16 V T gdzie: A chłoość akustycza pomieszczeia odbiorika [m V objętość pomieszczeia odbiorika [m3 T czas pogłosu w pomieszczeiu odbiorika (czas w jakim po gwałtowym wyłączeiu źródła hałasu poziom dźwięku w pomieszczeiu spada o 60 db ze stau asyceia) [s Składając wzory [1 i [ otrzymujemy wzór wyikowy: ć S T ö Rw' = LA ad. L A odb lg ç 0, 16 V č ř Powyższy wzór wyrażoy w wielkościach eergetyczych: r = 10 R w' 10 E A ad. S T = E A odb. 0,16 V wydaie 07 z d Stroa 1 z 4/R16.

22 Niepewość stadardowa w wielkościach eergetyczych: ć r ö u ( xi ) = u (r ) = ĺ çç i č xi ř ćrö ĺi çç x u (xi ) = r č iř ć u( x ) ö ĺi çç x i č i ř Niepewość rozszerzoa (k=) po trasformacji do przestrzei poziomów dźwięku: ( ) U R ± = 10 lg [r ± u (r ) 10 lg( r ) = é = 10 lg ęr ± r ę ë é ć ç = 10 lg ęr ç1 ± ę ç ęë č ć u ( x i ) ö ůú ĺi çç x ú 10 lg (r ) = č i ř öů ć u ( xi ) ö ú ĺi çç x ú 10 lg (r ) = č i ř řú é = 10 lg (r ) + 10 lg ę1 ± ę ë é = 10 lg ę1 ± ę ë ( ) U R ± ć u (x ) ö ĺ çç x i i č i ř ů ú 10 lg (r ) = ú ć u( x i ) ö ůú ĺi çç x ú č i ř é = 10 lg ę1 ± ę ë ć u(ead ) ö ć u(eodb ) ö ć u(t ) ö ć u(s ) ö ć u(v ) ö çç + çç + ç +ç +ç E E T S V ř č ř č ř č ad ř č odb ř č ů ú ú Uwzględiając iepewości wskaźika izolacyjości akustyczej odpowiedio dodae albo odjęte od wartości wyzaczoej z badaia dla każdego pasma tercjowego uzyskujemy dwie dodatkowe krzywe izolacyjości akustyczej: ajkorzystiejszą i ajiekorzystiejszą wykreśloe po obwiediach przedziałów iepewości dla każdego pasma tercjowego. Dla każdej krzywej wyzaczamy zgodie z ormą wartość wskaźika izolacyjości akustyczej (z dokładością do 0,1 db) i tak uzyskae wskaźiki wyzaczają przedział iepewości o poziomie ufości co ajmiej 95% odchyleia górej i dolej graicy przedziału od zmierzoej wartości wskaźika izolacyjości akustyczej określamy addytywie i przedstawiamy jako: { ( ) ( )} Rw' + U R + ; U R Na dzień dzisiejszy w tut. laboratorium ie jest zay dokładiejszy sposób złożeia iepewości dla wskaźika izolacyjości akustyczej. wydaie 07 z d Stroa z 4/R16.

23 Niepewość określeia wskaźika izolacyjosci akustyczej a dźwięki uderzeiowe Poziom uderzeiowy zormalizoway wskaźik ważoy poziomu uderzeiowego zormalizowaego przybliżoego L,w lub jedoliczbowy wskaźik ważoy izolacyjości od dźwięków uderzeiowych określa się dla pasm tercjowych: ća ö L' = L 'odb. 10 log 10 ç 0 č Ař [1 gdzie: L zormalizoway poziom dźwięku A [db L odb. zmierzoy poziom dźwięku w paśmie tercjowym [db A0 10 m chłoość akustycza odiesieia A chłoość akustycza pomieszczeia odbiorika [m Zależość chłoości akustyczej od czasu pogłosu opisuje wzór Sabie a: A= [ 0,16 V T gdzie: A chłoość akustycza pomieszczeia odbiorika [m V objętość pomieszczeia odbiorika [m3 T czas pogłosu w pomieszczeiu odbiorika (czas w jakim po gwałtowym wyłączeiu źródła hałasu poziom dźwięku w pomieszczeiu spada o 60 db ze stau asyceia) [s Składając wzory [1 i [ otrzymujemy wzór wyikowy: ć A T ö L ' = L'odb. 10 log10 ç 0 č 0,16 V ř Powyższy wzór wyrażoy w wielkościach eergetyczych: l = 10 L' 10 = Lodb. 0,16 V 0,016 Lodb. V = 10 T T wydaie 07 z d Stroa 3 z 4/R16.

24 Niepewość stadardowa w wielkościach eergetyczych: ć l u (l ) = ĺ çç i č xi ö u ( x i ) = ř ć l ĺi çç x č i ö u ( x i ) = l ř ć u( x ) ö ĺi çç x i č i ř Niepewość rozszerzoa (k=) po trasformacji do przestrzei poziomów dźwięku: ( ) U L± = 10 lg[l ± u (l ) 10 lg(l ) = é = 10 lg ęl ± l ę ë éć ç = 10 lg ęl ç1 ± ęç ęë č ć u ( x i ) ö ůú ĺi çç x ú 10 lg(l ) = č i ř öů ć u ( xi ) ö ú ĺi çç x ú 10 lg (l ) = č i ř řú é = 10 lg (l ) + 10 lg ę1 ± ę ë é = 10 lg ę1 ± ę ë ( ) U R ± ć u (x ) ö ĺ çç x i i č i ř ů ú 10 lg (l ) = ú ć u ( xi ) ö ůú ĺi çç x ú č i ř é = 10 lg ę1 ± ę ë ć u(eodb ) ö ć u(t ) ö ć u(v ) ö çç + ç +ç E T V č ř č ř č odb ř ů ú ú Uwzględiając iepewości wskaźika poziomu zormalizowaego odpowiedio dodae albo odjęte od wartości wyzaczoej z badaia dla każdego pasma tercjowego uzyskujemy dwie dodatkowe krzywe poziomu zormalizowaego: ajkorzystiejszą i ajiekorzystiejszą wykreśloe po obwiediach przedziałów iepewości dla każdego pasma tercjowego. Dla każdej krzywej wyzaczamy zgodie z ormą wartość wskaźika poziomu zormalizowaego (z dokładością do 0,1 db) i tak uzyskae wskaźiki wyzaczają przedział iepewości o poziomie ufości co ajmiej 95% odchyleia górej i dolej graicy przedziału od zmierzoej wartości wskaźika poziomu zormalizowaego określamy addytywie i przedstawiamy jako: { ( ) ( )} L' + U L+ ; U L Na dzień dzisiejszy w tut. laboratorium ie jest zay dokładiejszy sposób złożeia iepewości dla wskaźika poziomu zormalizowaego. wydaie 07 z d Stroa 4 z 4/R16.