挤压玩具声响测试及不确定度评估

    0 引言

    挤压玩具是国内外常见的儿童玩具,如果声响过强,会对婴、幼儿听力造成无法挽回的伤害,而这种伤害往往是在不经意间产生的。因此挤压玩具声响的准确测试和测试的不确定度评估,对进出口检验是一项非常重要的工作。

    1 挤压玩具声响测试

    在环境温度为(25?3)e、相对湿度60?5%、空间超过30m3常规装备的环境中,对一最大尺寸为20cm的挤压玩具进行声响测试,并进行不确定度评估。

    1.1 测试原理

    根据欧洲玩具安全测试标准5EUROPEAN EN71-1 STANDARD 1998+A1 2001+A56,测量10次运动(挤压)挤压玩具的A计权单次发声压力级LpA,1s和C计权峰值发声压力级LpC peak,重复3次。取各自最大值为测量结果。

    1.2 操作

    操作者双手握住挤压玩具的拿捏处,如不能确定,可握住能得到最大声压水平处,用两手拇指挤压以得到可能的最高的声压水平,以较慢而均匀的速度连续挤压10次。操作者应站立在声级计麦克风正前方,保持玩具气孔与麦克风相距50cm,并对准麦克风。麦克风安装在离地112m处,使声音能被充分吸收,以使所有的声音发射可以忽略。

    2 不确定度分析

    (1)由于各操作者用力的大小及每个操作者每次操作时用力均会有所不同,因而会带来测量的分散性,此测量的分散性带来的不确定度称为A类不确定度,这里被测量LpA,1s和LpC peak的分散性引起的不确定度为u1、u'1;

    (2)由于仪器本身及环境、背景等所带来的不确定度为B类不确定度,这里:

    脉冲声级计的系统误差引起的不确定度u2;

    测试环境温度、湿度引起的不确定度u3;

    背景噪声引起的不确定度u4;

    3 数据分析处理

    3.1 测量LpA,1s和LpC peak的分散性引起的不确定度u1、u'1

    有甲、乙、丙三人对此挤压玩具各测试三次,数据如表1和表2所示:

    注:表1和表2中:Sp为样本标准差;Mi为自由度;average为各操作者测试结果的平均值;Si为各操作者测试结果的标准偏差;LpAi为各操作者每次测试的A级声压值;LpCi为各操作者每次测试的C级声压值;

    LpA,1s取值为三者的平均值减去10dB,即LpA,1s=(89.1+89.1+88.8)/3-10=79.0dB

    LpC peak取值为最大值,即

    LpC peak=98.4dB

    M1=2+2+2=6

    3.2 脉冲声级计的系统误差引起的不确定度u2

    根据中国计量科学研究院检定证书,测试所用声级计的校准结果不确定度为0.3dB(k=2),其标准不确定度为:u2=0.3/2=0.15dB

    相应的相对标准不确定度为:

urel2=0.15/79.0=0.0019

urel2'=0.15/98.4=0.0015

    根据公式M=u-2rel/2,得M2=],M'2=]