GB 3102.7 聲學的量和單位
中華人民共和國國家標準 聲學的量和單位 Quantities and units—Acoustics GB 3102.7 沿革和最新版 |
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引言
[編輯]本標準等效採用國際標準 ISO 31-7:1992《量和單位 第七部分:聲學》。
本標準是目前已經制定的有關量和單位的一系列國家標準之一,這一系列國家標準是:
GB 3102.7 聲學的量和單位;
上述國家標準貫徹了《中華人民共和國計量法》、《中華人民共和國標準化法》、國務院於 1984 年 2 月 27 日公布的《關於在我國統一實行法定計量單位的命令》和《中華人民共和國法定計量單位》。
本標準的主要內容以表格的形式列出。表格中有關量的各欄列於左面各頁,而將其單位列於對應的右面各頁並對齊。兩條實線間的全部單位都是左面各頁相應實線間的量的單位。
量的表格列出了本標準領域中最重要的量及其符號,並在大多數情況下給出了量的定義,但這些定義只用於識別,並非都是完全的。
某些量的矢量特性,特別是當定義需要時,已予指明,但並不企圖使其完整或一致。
在大多數情況下,每個量只給出一個名稱和一個符號。當一個量給出兩個或兩個以上的名稱或符號,而未加以區別時,則它們處於同等的地位。當有兩種斜體字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在時,只給出其中之一,但這並不意味另一個不同等適用。一般這種異體字不應給予不同的意義。在括號中的符號為「備用符號」,供在特定情況下主符號以不同意義使用時使用。
量的相應單位連同其國際符號和定義一起列出。
單位按下述方式編排:
一般只給出 SI 單位。應使用 SI 單位及其用 SI 詞頭構成的十進倍數和分數單位。十進倍數和分數單位未明確地給出。
可與 SI 的單位並用的和屬於國家法定計量單位的非 SI 的單位列於 SI 單位之下,並用虛線與相應的 SI 單位隔開。專門領域中使用的非國家法定計量單位列於「換算因數和備註」欄。一些非國家法定計量單位列於附錄(參考件)中,這些參考件不是標準的組成部分。
關於量綱一的量的單位說明:
任何量綱一的量的一貫單位都是數字一(1)。在表示這種量的值時,單位 1 一般並不明確寫出。詞頭不應加在數字 1 上構成此單位的十進倍數或分數單位。詞頭可用 10 的乘方代替。
例:
折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53
雷諾數 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³
考慮到一般是將平面角表示為兩長度之比,將立體角表示為面積與長度的平方之比,國際計量委員會(CIPM)在 1980 年規定,在國際單位制中弧度和球面度為無量綱的導出單位;這就意味着將平面角和立體角作為無量綱的導出量。為了便於識別量綱相同而性質不同的量,在導出單位的表示式中可以使用單位弧度和球面度。
數值表示:
「定義」欄中的所有數值都是準確的。
在「換算因數和備註」欄中的數值如果是準確的,則在數值後用括號加注「準確值」字樣。
本標準的特殊說明:
關於指數性量的單位:
對於依賴於時間的阻尼振盪,其幅值按指數規律衰減,此量的表示式可寫成如下形式:
式中 𝛿 為阻尼係數,可用 𝑡₁ 和 𝑡₂ 時刻的量和 𝐹₁ 和 𝐹₂ 的幅值比的以 ℯ 為底的對數表示,即
𝛿 | = |
|
|
阻尼係數 𝛿 的單位為 s⁻¹,如果量綱一的量 ln(𝐹₁/𝐹₂) 的單位給以特殊名稱奈培(Np),則 𝛿 的單位為 Np/s。
對於依賴於空間變化的量,同樣可表示為:
式中 𝛼 為衰減係數,𝛽 為相位係數,𝛾 為傳播係數,其單位為 m⁻¹,如果用特殊名稱的單位奈培(Np)和弧度(rad)表示時,則 𝛼 的單位為 Np/m,𝛽 的單位為 rad/m。
關於對數性量的單位:
聲學量的級為對數性量,其定義為某聲學量(功率類量)與其基準值之比的以 10 為底的對數,例如
聲功率級 𝐿𝑊 = lg(𝑊/𝑊₀)
聲壓級 𝐿𝑝 = 2lg(𝑝/𝑝₀)
該量為量綱一的量,可用特殊名稱的單位貝[爾](B)表示,實際使用時常用其分數單位分貝(dB,1 dB = 0.1 B)。
聲學量的級及隔聲量、指向性指數等對數性量中的聲學量因沒有指數特性,故不適宜用自然對數表示及以奈培為單位。奈培和貝[爾]均為非 SI 的單位,但分貝為國家法定計量單位。
正文
[編輯]1 主題內容與適用範圍
[編輯]本標準規定了周期及其有關現象的量和單位的名稱與符號;在適當時,給出了換算因數。
本標準適用於所有科學技術領域。
2 名稱和符號
[編輯]量:7-1〜7-8 | 單位:7-1.a〜7-8.a |
period,
periodic time
second
frequency
hertz
frequency interval
octave
常用的分數單位為:1 3 oct,1 6 oct,112 oct 等
radian per second
reciprocal second,
second to the power minus one
wavelength
metre
repetency,
wavenumber
reciprocal metre,
metre to the power minus one
angular repetency,
angular wavenumber
radian per metre
reciprocal metre,
metre to the power minus one
volumic mass,
mass density, density
量:7-9.1~7-14.2 | 單位:7-9.a〜7-14.a |
static pressure
1 Pa = 10 µbar(準確值)
(instantaneous) sound pressure
(instantaneous) (sound) particle displacement
metre
(instantaneous) (sound) particle velocity
𝑢 | = |
|
metre per second
(instantaneous) (sound) particle acceleration
𝑎 | = |
|
metre per second squared
(instantaneous) volume flow rate,
(volume velocity)
velocity of sound,
(phase velocity)
metre per second
group velocity
𝑐g | = |
|
量:7-15〜7-22.3 | 單位:7-15.3〜7-22.3 |
sound energy density,
volumic sound energy
sound power
watt
sound intensity
watt per square metre
acoustic impedance
pascal second per cubic metre
acoustic resistance
acoustic reactance
acoustic mass
pascal second squared per cubic metre
acoustic stiffness
pascal per cubic metre
acoustic compliance
cubic metre per pascal
acoustic admittance
cubic metre per pascal second
acoustic conductance
acoustic susceptance
量:7-23〜7-30 | 單位:7-23.a〜7-30.a |
force
newton
(instantaneous) (vibration) displacement
metre
(instantaneous) (vibration) velocity
𝑣 | = |
|
metre per second
(instantaneous) (vibration) acceleration
𝑎 | = |
|
metre per second squared
mechanical impedance
newton second per metre
mechanical resistance
mechanical reactance
(mechanical) mass
kilogram
mechanical stiffness
mechanical compliance
metre per newton
量:7-31.1〜7-35 | 單位:7-31.a〜7-35.a |
mechanical mobility
metre per newton second
mechanical responsivenes
mechanical excitability
surface density of mechanical impedance,
specific acoustic impedance
𝑍c = 𝜌𝑐
在 7-18,7-27,7-32 的定義中,分子和分母的量均設想是正弦式量
𝑍a | = |
| , 𝑍ₘ= 𝐴𝑍ₛ |
(acoustic) characteristic impedance of a medium
sound pressure level
式中 𝑝 為聲壓;𝑝₀ 為基準聲壓, 在空氣中 𝑝₀ = 20 µPa,在水中 𝑝₀ = 1 µPa
聲壓級 𝐿𝑝 的下標 𝑝 可略去,特別是當需用其他下標時
bel
1 dB = 0.1 B
sound intensity level
式中 𝐼 為聲強;𝐼₀ 為基準聲強,等於1 pW/m²
bel
sound power level
式中 𝑊 為聲功率;𝑊₀ 為基準聲功率,等於1 pW
bel
量:7-36~7-39.3 | 單位:7-36.a〜7-39.a |
damping coefficient
𝐹(𝑡) = 𝐴e−𝛿𝑡cos[𝜔(𝑡 − 𝑡₀)]
則 𝛿 為阻尼係數
reciprocal second,
second to the power minus one
neper per second
1 dB/s = 0.115 129 Np/s
time constant,
relaxation time
式中 𝛿 為阻尼係數
second
logarithmic decrement
𝛬= 𝛿𝑇
neper
1 dB = 0.115 129 Np
attenuation coefficient
𝐹(𝑥) = 𝐴e−𝛼𝑥cos[𝛽(𝑥 − 𝑥₀)],則 𝛼 為衰減係數,𝛽 為相位係數
量 𝑚 = 2𝛼 稱為功率衰減係數。
當與 7-40.4 混淆時, 常用 𝑚/2 代替 𝛼
reciprocal metre,
metre to the power minus one
1 dB/m = 0.115 129 Np/m
phase coefficient
propagation coefficient
量:7-40.1~7-40.4 | 單位:7-40.a |
dissipation factor,
dissipance,
(dissipation coefficient)
one
reflection factor,
reflectance,
(reflection coefficient)
transmission factor,
transmittance,
(transmission coefficient)
absorbance,
(absorption coefficient)
量:7-41.1〜7-46 | 單位:7-41.a〜7-46.a |
sound pressure reflection factor,
(sound pressure reflection coefficient)
one
sound pressure transmission factor,
(sound pressure transmission coefficient)
porosity
one
flow resistance
pascal second per metre
decay constant
𝑘 | = |
|
|
reciprocal second,
second to the power minus one
decay rate
bel per second
1 dB/s = 0.1 B/s
sound reduction index
𝑅 | = |
| lg(1/𝜏) |
bel
1 dB = 0.1 B
量:7-47〜7-54 | 單位:7-47.a〜7-54.a |
equivalent absorption area of a surface or object
square metre
reverberation time
second
loudness level
式中 𝑝 為在正常測聽條件下,正常聽者判斷一個聲音與 1 kHz 純音等響的有效聲壓;𝑝₀ 為基準聲壓,等於 20 µPa
phon
1 phon ≜ 1 dB
loudness
sone
pitch interval
octave
半音 1 半音 = 1/12 oct
音分 1 音分 = 1/1200 oct
volt per pascal
式中 𝑝𝑓 為測試者判斷為具有相等噪度的來自正前方中心頻率 1 kHz 的倍頻帶噪聲的聲壓級
bel
1 dB = 0.1 B
noiseness
noy
量:7-55~7-60 | 單位:7-55.a〜7-60.a |
sound source strength
cubic metre per second
(source) directivity factor
one
(source) directivily index
式中 𝑅𝜃 為指向性因數
bel
1 dB = 0.1 B
(acoustic) room constant
式中 𝛼 為平均吸收因數,𝑆 為房間總表面積,𝛼𝑆 為房間總吸聲量
square metre
(acoustic) insertion loss
bel
1 dB = 0.1 B
(vibration) transfer ratio
one
附錄A
[編輯]項 號 | 量的名稱 | 量的符號 | 單位名稱 | 單位符號 | 說 明 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 聲壓譜[密度]級 | 𝐿𝑝𝑠 | 貝[爾] | B | 基準值: 空氣中為 20 µPa/√Hz; 水中為 1 µPa/√Hz |
2.1 | 頻帶聲壓級 | 𝐿𝑝𝑓 | 貝[爾] | B | (1)頻帶寬度應說明;
(2)基準聲壓:20μΡ3 |
2.2 | 頻帶聲強級 | 𝐿𝐼𝑓 | 基準聲強:1 pW/m² | ||
2.3 | 頻帶聲功率級 | 𝐿𝑊𝑓 | 基準聲功率:1 pW | ||
3.1 | A[計權]聲[壓]級 | 𝐿𝑝A | 貝[爾] | B | (1)用其他計權網絡如 B, C, D 等測量時,則分別稱為 B, C, D 聲級,符號相應為 𝐿𝑝B, 𝐿𝑝C, 𝐿𝑝D;
(2)基準聲壓:20 µPa |
3.2 | A 聲強級 | 𝐿𝐼A | 基準聲強:1 pW/m² | ||
3.3 | A 聲功率級 | 𝐿𝑝A | 基準聲功率:1 pW | ||
4.1 | 「快檔」A 聲級 | 𝐿𝑝AF | 貝[爾] | B | (1)同 3.1 中說明(1);
(2)基準聲壓:20 µPa |
4.2 | 「慢檔」A 聲級 | 𝐿𝑝AF | |||
4.3 | 「脈衝」A 聲級 | 𝐿𝑝AI | |||
4.4 | 「峰值」A 聲級 | 𝐿𝑝AP | |||
5.1 | 平均聲壓級 | 𝐿𝑝m, 𝐿̅𝑝 | 貝[爾] | B | (1)平均的方法如空間平均、時間平均等應說明;
(2)基準聲壓:20 µPa |
5.2 | 平均頻帶聲壓級 | 𝐿𝑝𝑓m, 𝐿̅𝑝𝑓 | |||
5.3 | 平均A 聲級 | 𝐿𝑝Am, 𝐿̅𝑝A | |||
6 | 累積百分聲級 | 𝐿AN, 𝑇 (𝐿AN, 𝐿N) | 貝[爾] | B | (1)時間間隔 𝑇 和 N% 應說明,例如對於 1 h 內有 90% 的時間超過的 A 聲級,則其符號應記為 𝐿A90, 1h (𝐿A90, 𝐿90);
(2)基準聲壓:20 µPa |
7 | 等效[連續 A]聲級 | 𝐿Aeq, 𝑇, (𝐿eq) | 貝[爾] | B | (1)平均時間 𝑇 應說明,例如對於 1 h 內 A 聲級的能量平均值,則其符號為:𝐿Aeq, 1 h;
(2)基準聲壓:20 µPa |
註:
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附加說明:
[編輯]本標準由全國量和單位標準化技術委員會提出並歸口。
本標準由全國量和單位標準化技術委員會第四分委員會負責起草。
本標準主要起草人徐唯義。
本作品來自強制性中華人民共和國國家標準。
- 根據《國家版權局版權管理司關於標準著作權糾紛給最高人民法院的答覆》(權司〔1999〕50號),「強制性標準是具有法規性質的技術性規範」,所以依據《中華人民共和國著作權法》第五條,不適用著作權保護;但《國家版權局版權管理司關於標準著作權糾紛給最高人民法院的答覆》也指出「推薦性標準不屬於法規性質的技術性規範,屬於著作權法保護的範圍。」
- 根據《國家版權局關於在查處侵權盜版案件中標準類出版物有關著作權法律適用問題的復函》(國版發函〔2020〕1號):「強制性標準是具有法規性質的技術性規範,不受著作權法保護。」
- 根據《強制性國家標準管理辦法》第五十一條第二款:「制定強制性國家標準參考相關國際標準的,應當遵守相關國際標準化組織的版權政策。」故所有參考相關國際標準制定的強制性國家標準,其版權參照對應標準化組織的版權政策執行。
- 此外,1989年4月1日頒布實施、2018年3月6日廢止的《標準化法條文解釋》(原國家技術監督局令第12號)第十四條規定:「……推薦性標準一旦納入指令性文件,將具有相應的行政約束力。」據此,在1989年4月1日至2018年1月1日期間被納入指令性文件且具有行政強制力的國家標準,是具有強制性的標準。
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