GB 3102.7-1993 声学的量和单位
中华人民共和国国家标准 声学的量和单位 Quantities and units—Acoustics GB 3102.7-1993 1993年12月 |
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引言
编辑本标准等效采用国际标准 ISO 31-7:1992《量和单位 第七部分:声学》。
本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一,这一系列国家标准是:
GB 3102.7 声学的量和单位;
上述国家标准贯彻了《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国标准化法》、国务院于 1984 年 2 月 27 日公布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》和《中华人民共和国法定计量单位》。
本标准的主要内容以表格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页,而将其单位列于对应的右面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。
量的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号,并在大多数情况下给出了量的定义,但这些定义只用于识别,并非都是完全的。
某些量的矢量特性,特别是当定义需要时,已予指明,但并不企图使其完整或一致。
在大多数情况下,每个量只给出一个名称和一个符号。当一个量给出两个或两个以上的名称或符号,而未加以区別时,则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在时,只给出其中之一,但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给予不同的意义。在括号中的符号为“备用符号”,供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。
量的相应单位连同其国际符号和定义一起列出。
单位按下述方式编排:
一般只给出 SI 单位。应使用 SI 单位及其用 SI 词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数单位未明确地给出。
可与 SI 的单位并用的和属于国家法定计量单位的非 SI 的单位列于 SI 单位之下,并用虚线与相应的 SI 单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定计量单位列于附录(参考件)中,这些参考件不是标准的组成部分。
关于量纲一的量的单位说明:
任何量纲一的量的一贯单位都是数字一(1)。在表示这种量的值时,单位 1 一般并不明确写出。词头不应加在数字 1 上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用 10 的乘方代替。
例:
折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53
雷诺数 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³
考虑到一般是将平面角表示为两长度之比,将立体角表示为面积与长度的平方之比,国际计量委员会(CIPM)在 1980 年规定,在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位;这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量,在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度。
数值表示:
“定义”栏中的所有数值都是准确的。
在“换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的,则在数值后用括号加注“准确值”字样。
本标准的特殊说明:
关于指数性量的单位:
对于依赖于时间的阻尼振荡,其幅值按指数规律衰减,此量的表示式可写成如下形式:
式中 𝛿 为阻尼系数,可用 𝑡₁ 和 𝑡₂ 时刻的量和 𝐹₁ 和 𝐹₂ 的幅值比的以 ℯ 为底的对数表示,即
𝛿 | = |
|
|
阻尼系数 𝛿 的单位为 s⁻¹,如果量纲一的量 ln(𝐹₁/𝐹₂) 的单位给以特殊名称奈培(Np),则 𝛿 的单位为 Np/s。
对于依赖于空间变化的量,同样可表示为:
式中 𝛼 为衰减系数,𝛽 为相位系数,𝛾 为传播系数,其单位为 m⁻¹,如果用特殊名称的单位奈培(Np)和弧度(rad)表示时,则 𝛼 的单位为 Np/m,𝛽 的单位为 rad/m。
关于对数性量的单位:
声学量的级为对数性量,其定义为某声学量(功率类量)与其基准值之比的以 10 为底的对数,例如
声功率级 𝐿𝑊 = lg(𝑊/𝑊₀)
声压级 𝐿𝑝 = 2lg(𝑝/𝑝₀)
该量为量纲一的量,可用特殊名称的单位贝[尔](B)表示,实际使用时常用其分数单位分贝(dB,1 dB = 0.1 B)。
声学量的级及隔声量、指向性指数等对数性量中的声学量因没有指数特性,故不适宜用自然对数表示及以奈培为单位。奈培和贝[尔]均为非 SI 的单位,但分贝为国家法定计量单位。
正文
编辑1 主题内容与适用范围
编辑本标准规定了周期及其有关现象的量和单位的名称与符号;在适当时,给出了换算因数。
本标准适用于所有科学技术领域。
2 名称和符号
编辑量:7-1〜7-8 | 单位:7-1.a〜7-8.a |
period,
periodic time
second
frequency
hertz
frequency interval
octave
常用的分数单位为: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 | 单位:7-9.a〜7-14.a |
static pressure
1 Pa = 10 µbar(准确值)
(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 | 单位: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 | 单位: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 | 单位: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 的定义中,分子和分母的量均设想是正弦式量
𝑍a | = |
| , 𝑍ₘ= 𝐴𝑍ₛ |
(acoustic) characteristic impedance of a medium
sound pressure level
式中 𝑝 为声压;𝑝₀ 为基准声压, 在空气中 𝑝₀ = 20 µPa,在水中 𝑝₀ = 1 µPa
声压级 𝐿𝑝 的下标 𝑝 可略去,特别是当需用其他下标时
bel
1 dB = 0.1 B
sound intensity level
式中 𝐼 为声强;𝐼₀ 为基准声强,等于1 pW/m²
bel
sound power level
式中 𝑊 为声功率;𝑊₀ 为基准声功率,等于1 pW
bel
量:7-36~7-39.3 | 单位:7-36.a〜7-39.a |
damping coefficient
𝐹(𝑡) = 𝐴e−𝛿𝑡cos[𝜔(𝑡 − 𝑡₀)]
则 𝛿 为阻尼系数
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 为阻尼系数
second
logarithmic decrement
𝛬= 𝛿𝑇
neper
1 dB = 0.115 129 Np
attenuation coefficient
𝐹(𝑥) = 𝐴e−𝛼𝑥cos[𝛽(𝑥 − 𝑥₀)],则 𝛼 为衰减系数,𝛽 为相位系数
量 𝑚 = 2𝛼 称为功率衰减系数。
当与 7-40.4 混淆时, 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 | 单位: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 | 单位: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 | 单位:7-47.a〜7-54.a |
equivalent absorption area of a surface or object
square metre
reverberation time
second
loudness level
式中 𝑝 为在正常测听条件下,正常听者判断一个声音与 1 kHz 纯音等响的有效声压;𝑝₀ 为基准声压,等于 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 为测试者判断为具有相等噪度的来自正前方中心频率 1 kHz 的倍频带噪声的声压级
bel
1 dB = 0.1 B
noiseness
noy
量:7-55~7-60 | 单位:7-55.a〜7-60.a |
sound source strength
cubic metre per second
(source) directivity factor
one
(source) directivily index
式中 𝑅𝜃 为指向性因数
bel
1 dB = 0.1 B
(acoustic) room constant
式中 𝛼 为平均吸收因数,𝑆 为房间总表面积,𝛼𝑆 为房间总吸声量
square metre
(acoustic) insertion loss
bel
1 dB = 0.1 B
(vibration) transfer ratio
one
附录A
编辑项 号 | 量的名称 | 量的符号 | 单位名称 | 单位符号 | 说 明 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 声压谱[密度]级 | 𝐿𝑝𝑠 | 贝[尔] | B | 基准值: 空气中为 20 µPa/√Hz; 水中为 1 µPa/√Hz |
2.1 | 频带声压级 | 𝐿𝑝𝑓 | 贝[尔] | B | (1)频带宽度应说明;
(2)基准声压:20μΡ3 |
2.2 | 频带声强级 | 𝐿𝐼𝑓 | 基准声强:1 pW/m² | ||
2.3 | 频带声功率级 | 𝐿𝑊𝑓 | 基准声功率:1 pW | ||
3.1 | A[计权]声[压]级 | 𝐿𝑝A | 贝[尔] | B | (1)用其他计权网络如 B, C, D 等测量时,则分别称为 B, C, D 声级,符号相应为 𝐿𝑝B, 𝐿𝑝C, 𝐿𝑝D;
(2)基准声压:20 µPa |
3.2 | A 声强级 | 𝐿𝐼A | 基准声强:1 pW/m² | ||
3.3 | A 声功率级 | 𝐿𝑝A | 基准声功率:1 pW | ||
4.1 | “快档”A 声级 | 𝐿𝑝AF | 贝[尔] | B | (1)同 3.1 中说明(1);
(2)基准声压:20 µPa |
4.2 | “慢档”A 声级 | 𝐿𝑝AF | |||
4.3 | “脉冲”A 声级 | 𝐿𝑝AI | |||
4.4 | “峰值”A 声级 | 𝐿𝑝AP | |||
5.1 | 平均声压级 | 𝐿𝑝m, 𝐿̅𝑝 | 贝[尔] | B | (1)平均的方法如空间平均、时间平均等应说明;
(2)基准声压:20 µPa |
5.2 | 平均频带声压级 | 𝐿𝑝𝑓m, 𝐿̅𝑝𝑓 | |||
5.3 | 平均A 声级 | 𝐿𝑝Am, 𝐿̅𝑝A | |||
6 | 累积百分声级 | 𝐿AN, 𝑇 (𝐿AN, 𝐿N) | 贝[尔] | B | (1)时间间隔 𝑇 和 N% 应说明,例如对于 1 h 内有 90% 的时间超过的 A 声级,则其符号应记为 𝐿A90, 1h (𝐿A90, 𝐿90);
(2)基准声压:20 µPa |
7 | 等效[连续 A]声级 | 𝐿Aeq, 𝑇, (𝐿eq) | 贝[尔] | B | (1)平均时间 𝑇 应说明,例如对于 1 h 内 A 声级的能量平均值,则其符号为:𝐿Aeq, 1 h;
(2)基准声压:20 µPa |
注:
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附加说明:
编辑本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。
本标准由全国量和单位标准化技术委员会第四分委员会负责起草。
本标准主要起草人徐唯义。
本作品来自强制性中华人民共和国国家标准。
- 根据《国家版权局版权管理司关于标准著作权纠纷给最高人民法院的答复》(权司〔1999〕50号),“强制性标准是具有法规性质的技术性规范”,所以依据《中华人民共和国著作权法》第五条,不适用著作权保护;但《国家版权局版权管理司关于标准著作权纠纷给最高人民法院的答复》也指出“推荐性标准不属于法规性质的技术性规范,属于著作权法保护的范围。”
- 根据《国家版权局关于在查处侵权盗版案件中标准类出版物有关著作权法律适用问题的复函》(国版发函〔2020〕1号):“强制性标准是具有法规性质的技术性规范,不受著作权法保护。”
- 根据《强制性国家标准管理办法》第五十一条第二款:“制定强制性国家标准参考相关国际标准的,应当遵守相关国际标准化组织的版权政策。”故所有参考相关国际标准制定的强制性国家标准,其版权参照对应标准化组织的版权政策执行。
- 此外,1989年4月1日颁布实施、2018年3月6日废止的《标准化法条文解释》(原国家技术监督局令第12号)第十四条规定:“……推荐性标准一旦纳入指令性文件,将具有相应的行政约束力。”据此,在1989年4月1日至2018年1月1日期间被纳入指令性文件且具有行政强制力的国家标准,是具有强制性的标准。
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