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A performance dos calibradores de nível sonoro

Quais são os limites de aceitação para nível de pressão sonora e flutuação de nível de curta duração, nas condições ambientais de referência e em torno delas? Quais são os limites de aceitação para frequência nas condições ambientais e em torno delas? Qual é a máxima distorção total + ruído? Quais são os limites das descargas eletrostáticas para os calibradores? Essas dúvidas estão sendo esclarecidas na NBR IEC 60942 de 08/2020 - Eletroacústica - Calibradores de nível sonoro.

Equipe Target

NBR IEC 60942 de 08/2020 – Eletroacústica — Calibradores de nível sonoro

A NBR IEC 60942 de 08/2020 – Eletroacústica — Calibradores de nível sonoro especifica os requisitos de desempenho para três classes de calibradores de nível sonoro: classe LS (Padrão de Laboratório), classe 1 e classe 2. Limites de aceitação são menores para instrumentos de classe LS e maiores para os de classe 2. Os calibradores de nível sonoro de classe LS são normalmente utilizados apenas em laboratório; calibradores de nível sonoro de classe 1 e de classe 2 são considerados calibradores de nível sonoro para uso em campo. Um calibrador de nível sonoro de classe 1 é principalmente destinado à utilização com um sonômetro de classe 1 e um calibrador de nível sonoro de classe 2 é principalmente destinado à utilização com um sonômetro de classe 2, como especificado na IEC 61672-1.

Os limites de aceitação para calibradores de nível sonoro de classe LS são baseados na utilização de um microfone padrão de laboratório, como especificado na IEC 61094-1, para demonstrações de conformidade aos requisitos deste documento. Os limites de aceitação para calibradores de nível sonoro de classe 1 e classe 2 são baseados na utilização de um microfone padrão de trabalho, como especificado na IEC 61094-4, para demonstrações de conformidade aos requisitos deste documento.

Para promover a consistência de teste de calibradores de nível sonoro e facilidade de uso, este documento contém três anexos normativos – Anexo A “Testes de aprovação de modelo”, Anexo B “Testes periódicos”, Anexo C “Relatório de aprovação de modelo”, e dois anexos informativos – Anexo D “Relação entre intervalo de tolerância, intervalo de aceitação e a máxima incerteza de medição permitida correspondentes” e Anexo E “Exemplos de avaliações da conformidade às especificações deste documento”.

Este documento não inclui requisitos para equivalência a níveis de pressão sonora em campo livre ou em incidência aleatória, como aqueles que podem ser usados no ajuste global de sensibilidade de um sonômetro. Um calibrador de nível sonoro pode fornecer outras funções, por exemplo, pulsos tonais. Os requisitos para essas outras funções não estão incluídos neste documento.

O calibrador de nível sonoro é um dispositivo que gera uma pressão sonora senoidal de frequência e nível de pressão sonora especificados, quando acoplados a modelos especificados de microfone em configurações especificadas. O pistonfone é um calibrador de nível sonoro no qual a pressão sonora é gerada pelo movimento de um ou mais pistões em um volume constante de ar, criando uma velocidade volumétrica bem definida. Os calibradores de nível sonoro são projetados para produzir um ou mais níveis de pressão sonora conhecidos em uma ou mais frequências especificadas, quando acoplados a modelos especificados de microfone em configurações especificadas, por exemplo, com ou sem grade de proteção.

O nível de pressão sonora gerado por alguns calibradores de nível sonoro depende da pressão estática. Os calibradores de nível sonoro têm duas aplicações principais: a determinação da sensibilidade à pressão eletroacústica de modelos especificados de microfone em configurações especificadas; e a verificação ou ajuste da sensibilidade global dos dispositivos ou sistemas de medição acústica. As condições ambientais de referência para especificar o desempenho de um calibrador de nível sonoro são: temperatura do ar 23 °C; pressão estática do ar 101,325 kPa; umidade relativa 50 %.

Um calibrador de nível sonoro em conformidade com os requisitos deste documento deve ter as características descritas na Seção 5. Os adaptadores podem ser fornecidos para acoplar mais de um modelo de microfone. Para efeitos deste documento, qualquer adaptador é uma parte integrante do calibrador de nível sonoro. O calibrador de nível sonoro deve cumprir com os requisitos deste documento para uma ou mais combinações disponíveis de nível de pressão sonora e frequência.

Um calibrador de nível sonoro multinível e multifrequência deve estar em conformidade com os requisitos para a mesma designação de classe para todas as combinações de nível de pressão sonora e frequência para as quais o manual de instruções declara que o instrumento está em conformidade com os requisitos deste documento. A conformidade com os requisitos deste documento não pode ser declarada para configurações de nível de pressão sonora e frequência para as quais este documento não fornece limites de aceitação.

Ao longo deste documento, onde é feita referência a uma classe específica de calibrador de nível sonoro, todas as designações sob essa classe são incluídas, a menos que indicado de outra forma. Os calibradores de nível sonoro de classe LS devem ser fornecidos com um certificado de calibração individual contendo as informações requeridas em 6.2. Para calibradores de nível sonoro de classe 1 e de classe 2, os níveis de pressão sonora especificados e as frequências especificadas devem ser fornecidas no manual de instruções. Cada nível especificado deve ser definido em termos de um nível absoluto.

Os pistonfones de classe LS e de classe 1 que requerem correções para influência da pressão estática para cumprirem com as especificações para a classe apropriada devem ter a letra “M” adicionada à sua designação de classe. As classes e designações permitidas estão descritas na tabela abaixo. Os calibradores de nível sonoro designados como de classe LS/M e de classe 1/M não podem requerer correções para quaisquer das outras condições ambientais para alcançar os requisitos especificados para a classe apropriada.

Para calibradores de nível sonoro de classe LS/M e classe 1/M, as correções de pressão estática, necessárias para que o calibrador de nível sonoro esteja em conformidade com os requisitos deste documento, devem ser declaradas no manual de instruções, juntamente com as incertezas de medição correspondentes a uma probabilidade de abrangência de 95%. Os calibradores de nível sonoro designados como de classe LS/M também podem reivindicar conformidade com os requisitos para um calibrador de nível sonoro designado como de classe 1/M, se atenderem completamente às especificações descritas neste documento para ambas as classes de calibrador de nível sonoro.

Os calibradores de nível sonoro, além daqueles designados como classe LS/M ou classe 1/M, não podem requerer correções para qualquer condição ambiental para que estejam em conformidade com os requisitos da classe aplicável. Os calibradores de nível sonoro designados como classe LS/M e classe 1/M devem ser fornecidos com um barômetro, ou o fabricante deve declarar as especificações no manual de instruções para qualquer barômetro a ser usado.

Uma declaração deve ser incluída no manual de instruções, fornecendo a incerteza da medição da pressão estática requerida, para uma probabilidade de abrangência de 95%, para que a capacidade de um calibrador de nível sonoro classe LS/M ou classe 1/M não seja afetada e esteja em conformidade com os requisitos para a classe aplicável. Um calibrador de nível sonoro classe LS/M é normalmente utilizado apenas em laboratório, onde entende-se que um dispositivo adequado esteja disponível para medir a pressão estática.

Alguns barômetros fornecem os dados diretamente na forma a ser utilizada para corrigir os níveis de pressão sonora medidos para a pressão estática de referência. Se uma orientação específica do calibrador de nível sonoro for para ser utilizada para estar em conformidade com os requisitos deste documento, esta orientação deve ser indicada no calibrador de nível sonoro ou a indicação no calibrador de nível sonoro deve referir-se ao manual de instruções, que deve indicar a orientação necessária.

Todos os requisitos de desempenho referem-se ao funcionamento do calibrador de nível sonoro após a estabilização do acoplamento do microfone e do calibrador de nível sonoro, e após o nível de pressão sonora e a frequência terem estabilizado. O tempo necessário para estabilizar o nível de pressão sonora e a frequência, que começa quando o calibrador de nível sonoro é ligado com o microfone acoplado a ele, deve ser indicado no manual de instruções e não pode exceder 30 s para qualquer combinação aplicável de condições ambientais especificadas em 5.5.

Quando esse tempo de estabilização exceder 10 s, um indicador deve ser fornecido para mostrar quando a saída do calibrador de nível sonoro estiver estabilizada. Informações sobre o funcionamento deste indicador devem ser fornecidas no manual de instruções. Se os testes descritos no Anexo A requererem que o calibrador de nível sonoro opere por mais tempo do que o tempo normal de operação, o fabricante deve fornecer informações no manual de instruções para descrever como isso pode ser alcançado.

Aqueles componentes de um calibrador de nível sonoro que não se destinam a ser acessíveis ao usuário devem ser protegidos por marcações ou por um mecanismo que torne esses componentes inacessíveis. Em 5.3 a 5.9, os limites de aceitação são fornecidos para valores permitidos de desvios medidos a partir das metas de projeto. Para laboratórios, as máximas incertezas de medição permitidas para uma probabilidade de abrangência de 95% são apresentadas no Anexo A.

O Anexo D descreve a relação entre o intervalo de tolerância, o intervalo de aceitação e a máxima incerteza de medição permitida correspondentes. Os limites de aceitação fornecidos para calibradores de nível sonoro classe LS também se aplicam aos calibradores de nível sonoro designados como classe LS/M. Os limites de aceitação fornecidos para os calibradores de nível sonoro classe 1 também se aplicam aos calibradores de nível sonoro designados como classe 1/M.

A conformidade com uma especificação de desempenho é demonstrada quando os seguintes critérios forem satisfeitos: os desvios medidos a partir das metas de projeto não excederem o limite de aceitação aplicável e a incerteza de medição correspondente não exceder a máxima incerteza de medição permitida correspondente dada no Anexo A para uma probabilidade de abrangência de 95%. Se a incerteza de uma medição realizada pelo laboratório, calculada para uma probabilidade de abrangência de 95 %, exceder o valor máximo permitido dado no Anexo A, a medição não pode ser usada para demonstrar a conformidade com os requisitos deste documento.

O Anexo E fornece exemplos de avaliação de conformidade com as especificações deste documento. A total conformidade com este documento só é demonstrada quando o modelo de calibrador de nível sonoro tiver demonstração de conformidade com os requisitos deste documento para aprovação de modelo, quando testado de acordo com o Anexo A, e uma amostra individual de calibrador de nível sonoro tiver demonstração de conformidade com os requisitos deste documento para testes periódicos, quando testado de acordo com o Anexo B.

O manual de instruções do calibrador de nível sonoro pode fornecer informações para permitir o projeto de adaptadores para serem utilizados com o calibrador de nível sonoro. Esses dados de projeto devem incluir todas as informações necessárias para criar um adaptador que possa ser utilizado com o calibrador de nível sonoro especificado de uma maneira que mantenha o desempenho da classe especificada.

Quando esses dados de projeto são fornecidos, o manual de instruções deve especificar a distância de inserção e o diâmetro mínimo do microfone no qual a vedação ocorrerá. Todos os níveis de pressão sonora especificados devem ser declarados no manual de instruções com uma resolução melhor ou igual a 0,1 dB. Todos os requisitos e limites de aceitação especificados neste documento estão relacionados ao nível da pressão sonora produzida no diafragma do microfone inserido.

O nível de pressão sonora principal do calibrador de nível sonoro deve ser de no mínimo 90 dB e 20 μPa, quando o calibrador de nível sonoro for aplicado aos modelos de microfone nas configurações especificadas no manual de instruções. O valor absoluto da diferença entre um nível de pressão sonora medido e o nível de pressão sonora especificado correspondente não pode exceder os limites de aceitação indicados na Tabela 2 (disponível na norma) para a classe do calibrador de nível sonoro. Para calibradores de nível sonoro com designação de classe LS/M ou 1/M, o nível medido deve ser corrigido para pressão estática, se necessário, para a pressão estática do ar de referência dada na Seção 4.

Estes limites de aceitação se aplicam a medições feitas em condições ambientais de referência dentro das seguintes faixas: de 97 kPa a 105 kPa, de 20 °C a 26 °C e de 40% a 65% de umidade relativa do ar. A flutuação do nível de pressão sonora deve ser medida utilizando a ponderação temporal F (constante de tempo nominal de 125 ms, conforme especificado na IEC 61672-1), pela determinação da média e dos níveis máximo e mínimo gerados durante um período de 60 s de operação do calibrador de nível sonoro, amostrando pelo menos 30 vezes. O valor absoluto da diferença entre cada um dos níveis máximo e mínimo medidos e o valor médio não podem exceder, cada um, os limites de aceitação de flutuação do nível de curta duração indicados na Tabela 2 para a classe do calibrador de nível sonoro.

Estes limites de aceitação de flutuação de nível de curta duração aplicam-se às medições feitas nas condições ambientais de referência, e em condições próximas, dentro dos intervalos especificados em 5.3.2. Quando um calibrador de nível sonoro é operado por um período maior que 60 s, por exemplo, ao medir o desempenho de outros instrumentos, como sonômetros, é necessário estabelecer a flutuação de nível durante o período de tempo mais longo.

Nenhuma especificação é fornecida neste documento para um período maior de tempo de operação. Em frequências mais baixas, mesmo para um sinal estável, uma flutuação de nível de curta duração maior que zero será indicada pelo método de medição especificado. Isso é causado pela variação na pressão sonora instantânea e pela média de tempo limitado pela ponderação temporal F especificada. Os limites de aceitação para a flutuação de nível de curta duração são aumentados em frequências mais baixas para permitir esse fenômeno

FONTE: Equipe Target

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