Государственный первичный эталон единицы звукового давления в воздушной среде и аудиометрических шкал ГЭТ 19-2025

Рассмотрены вопросы градуировки средств измерений звукового давления в воздушной среде (измерительных микрофонов, шумомеров и т. п.). При градуировке средств измерений звукового давления в воздушной среде по свободному полю вторичным методом (методом сравнения с эталонным измерительным микрофоном) одним из источников погрешности является чувствительность эталонного микрофона по свободному полю, определяемая путём применения типовой дифракционной поправки к чувствительности эталонного микрофона по давлению. До настоящего времени такой подход определения чувствительности эталонного микрофона по свободному полю применялся вследствие отсутствия в Российской Федерации эталона, позволяющего реализовать градуировку измерительных микрофонов по свободному полю первичным методом. Также определение чувствительности эталонного микрофона по свободному полю вторичным методом приводило к зависимости от зарубежных акустических лабораторий, являющихся источником данных по типовым дифракционным поправкам для измерительных микрофонов. В рамках курса на обеспечение технологического суверенитета Российской Федерации в ключевых областях измерений и для обеспечения передачи единицы звукового давления в воздухе с высокой точностью средствам измерений, предназначенным для использования в условиях свободного поля, усовершенствован Государственный первичный эталон единицы звукового давления в воздушной среде и аудиометрических шкал ГЭТ 19-2018. Градуировка измерительных микрофонов по свободному полю первичным методом реализована с помощью построенной во ВНИИФТРИ эталонной заглушённой камеры и измерительного оборудования российского производства, которые в совокупности образовали эталонный комплекс ЭК-СП, включённый в состав Государственного первичного эталона единицы звукового давления в воздушной среде и аудиометрических шкал ГЭТ 19-2025. Утверждённый ГЭТ 19-2025 обеспечивает диапазон частот градуировки по свободному полю 1–25 кГц с неисключённой систематической погрешностью в пределах 0,07–0,15 дБ и среднеквадратическое отклонение результата 10 измерений 0,02–0,1 дБ в зависимости от частоты. Повышение точности измерений в условиях свободного звукового поля актуально для отраслей авиа- и двигателестроения, ракетно-космической промышленности, транспорта, связи, экологии и здравоохранения.

1. Асланян Э. Г., Балаханов М. В., Добровольский В. И., Коваленко О. И., Некрасов В. Н. Физико-технические измерения во ВНИИФТРИ. Перспективы развития. Альманах современной метрологии, (4(20)), 11–30 (2019). https://www.elibrary.ru/ctpccn

2. Коньков А. В., Кузнецов С. В., Колесов С. Ю. Исследование метрологических характеристик Государственного первичного эталона единицы звукового давления в воздушной среде в диапазоне частот 2-25∙103 Гц ГЭТ 19-2010. Измерительная техника, (4), 5–8 (2017). https://www.elibrary.ru/yqiiiz

3. Wagner R. P., Nedzelnitsky V. Determination of acoustic center correction values for type LS2aP microphones at normal incidence. Journal of the Acoustical Society of America, 104(1), 192–203 (1998). https://doi.org/10.1121/1.423288

4. Jacobsen F., Barrera Figueroa S., Rasmussen K. A note on the concept of acoustic center. Journal of the Acoustical Society of America, 115(4), 1468–1473 (2004). https://doi.org/10.1121/1.1652036

5. Barrera-Figueroa S., Rasmussen K., Jacobsen F. The acoustic center of laboratory standard microphones. Journal of the Acoustical Society of America, 120(5), 2668–2675 (2006). https://doi.org/10.1121/1.2345830

6. Rodrigues D., Durocher J.-N., Bruneau M., Bruneau A.-M. A new method for the determination of the acoustic center of acoustic transducers. Acta Acustica, 96(2), 300–305 (2010). https://doi.org/10.3813/AAA.918279

7. Frederiksen E., Gramtorp J. Measurements of microphone free-field corrections and determination of their uncertainties. Bruel&Kjaer Technical Review, 1, 9–18 (1996). https://www.bksv.com/media/doc/bv0048.pdf

8. Barrera-Figueroa S., Rasmussen K., Jacobsen F. On experimental determination of the free-field correction of laboratory standard microphones at normal incidence. Metrologia, 44(1), 57–63 (2007). https://doi.org/10.1088/0026-1394/44/1/008

9. Головин Д. В., Выдрин Ю. В., Вишняков А. Н., Наквасин А. Ю. Экспериментальные исследования по определению поправок на свободное поле к частотным характеристикам микрофонов, используемых в испытаниях воздушных судов по шуму на местности. Тез. докл. XХI научно-технической конференции по аэроакустике, Москва, 21– 26 сентября 2025 г., с. 232–233. Издательский отдел ЦАГИ, Москва (2025). https://elibrary.ru/bhsikh

10. Вишняков А. Н., Головин Д. В. Генерация тестового сигнала для градуировки эталонных микрофонов методом взаимности в свободном поле. Сборник трудов конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение DSPA-2023», Москва, 29–31 марта 2023 г., с. 423–426. Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова, Москва (2023). https://www.elibrary.ru/pbhabx

11. Barrera-Figueroa S., Rasmussen K., Jacobsen F. A time-selective technique for free-field reciprocity calibration of condenser microphones. Journal of the Acoustical Society of America, 114(3), 1467–1476 (2003). https://doi.org/10.1121/1.1604123

12. Hyu-Sang Kwon, Wan-Ho Cho, Sang-Joon Suh. Time-selective windowing technique in free-field microphone reciprocity calibration. Journal of the Acoustical Society of America, 134(1), 237–245 (2013). https://doi.org/10.1121/1.4809651

13. Исаев А. Е. Точная градуировка приемников звукового давления в водной среде в условиях свободного поля. Под ред. П. А. Красовского. Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, Менделеево (2008). https://www.elibrary.ru/shjlil

14. Denny Hermawanto, Kenji Ishikawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa. Determination of microphone acoustic center from sound field projection measured by optical interferometry. Journal of the Acoustical Society of America, 153(2), 1138–1146 (2023). https://doi.org/10.1121/10.0017246 ; https://elibrary.ru/pddgyt