DIN 45641-1990 Averaging of sound levels《声级平均值》.pdf

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1、DINI DIN 45b4L 90 2794442 0074LLB 2b3 m DK 534.61 .O8 DEUTSCHE NORM Juni 1990 DIN 45 641 Mittelung von Schallpegeln Averaging of sound levels Ersatz fr Ausgabe 06.76 Inhalt Seite 1 Anwendungsbereich und Zweck . 1 2 Schallpegel . 1 3 Mittelungspegel . 2 3.1 Mittelungspegel fr einen zeitlich vernderli

2、chen Schallpegel (quivalenter Dauerschailpegel) . 2 3.2 Mittelungspegel fr rtlich unterschiedliche Schallpegel 3 3.3 Mittelungspegel fr zeitlich vernderliche und rtlich unterschiedliche Schallpegel 3 4 Mittelungspegel aus einzelnen Schallpegelwerten . . 3 4.1 Allgemeine Definition 3 4.2 Mittelungspe

3、gel aus kl . 3 5 Praktische Hinweise 3 5.1 Hinweis zur MeRtechnik . 3 5.2 Aufteilung der Mittelungsdauer fr Messungen 3 5.3 Abschtzung des Mittelungspegels . 3 5.4 Systematische Abweichungen . 4 6 Vertrauensbereiche fr den Mittelungspegel und Przision des MeBverahrens . 4 1 Anwendungsbereich und Zwe

4、ck Bei vielen Schallvorgngen und Schallfeldern ist der Schall- pegel nicht konstant, sondern ndert sich zeitlich oder ist rtlich verschieden. Um solche Schallvorgnge oder Schall- felder einfach beschreiben zu knnen, wird die Vielzahl der anfallenden Werte (im allgemeinen der Mewerte) fr den untersuc

5、hten Fall zu einem Einzahlwert zusammengefat. Als Einzahlwert wird vielfach der Wert des Mittelungspegels L, benutzt. Es erscheint deshalb zweckmig, das Verfahren zur Bildung von b) Index fr die Frequenzbewertung oder die Breite eines eingeschrnkten Frequenzbandes (z. B. LA bei Frequenzbewertung A;

6、LpOkt beim Oktavband); c) Index fr die Zeitbewertung (z. B. Lps bei Zeitbewertung S; bAmfr das Taktmaximaiverfahren mit Zeitbewertung F, wobei ,Fi“ als ein Index gilt); d) index fr das Mittelungsverfahren nach dieser Norm (z. B. bei zeitlicher Mittelung); e) index fr die Mittelungsdauer T(z. B. LAs,

7、 T=60s bei zeit- licher Mittelung ber die Mittelungsdauer 60s); f) index fr die Bezugszeit To, wenn der Mittelungspegel auf eine solche umgerechnet werden soli (siehe z. B. Einzel- ereignispegel nach Anhang A). Indizes knnen entfallen, wenn aus dem Zusammenhang der spezielle Schalipegel eindeutig he

8、rvorgeht. Dabei soil die empfohlene Reihenfolge erhalten bleiben. Bedeutet xo den festgelegten BezugsgrBenwert. so ist ein Schallpegel r, im Fall einer Feldgre oder einer bewerteten Feldgre x: (z. B. Druck, Schnelle) definiert als ist Lcq. X* L=lOlg-dB (1) Beispiel : Pegel des Schalldruckquadrats p2

9、 mit Fre- quenzbewertung A und Zeitbewertung S: rn PS Begriffe der Probenahme siehe DIN 55 350 Teil 14. 4.2 Mittelungspegel aus klassierten Werten Liegen die Schallpegelwerte in klassierter Form vor (siehe auch DIN 45 667). betrgt die Anzahl der Pegelklassen k und werden die Klassenmitten-Pegel der

10、Pegelklassen j (j = 1 . k) mit und die Anzahl der Schallpegelwerte in Klasse j mit n Besetzungszahl) bezeichnet, dann geht Gleichung (12) uber in folgende Gleichung (siehe Ab- schnitt 6): 1 ! b mit n = E ni j=l Der nach Gleichung (13) ermittelte Wert fr i, ist eine Nherung fr den nach Gleichung (12)

11、 ermittelten Wert. Die Anmerkung zu Abschnitt 4.1 gilt entsprechend. 5 Praktische Hinweise 5.1 Hinweis zur Metechnik Die Bestimmung des Mittelungspegels nach den Abschnit- ten 3 und 4 erfolgt zweckmigerweise mit Hilfe von inte- grierenden mittelwertbildenden Schallpegelmessern (An- forderungen siehe

12、 DIN IEC 804) und/oder elektronischen Rechengerten. Bei berschreitung des Mebereichs treten unkontrollier- bare systematische Meabweichungen auf. Deshalb mssen Meapparaturen zur Bestimmung des Mittelungspegels mit einer selbsthaltenden Ubersteuerungsanzeige versehen sein. Bei Gertekombinationen mit

13、Ausgabe der Mewerte auf Druckern ist eine entsprechende Kennzeichnung der Ergebniswerte, bei denen Ubersteuerung vorhanden war, vorzusehen. 5.2 Aufteilung der Mittelungsdauer fr Messungen Die Mittelungsdauer Tkann fr die Messung und Auswertung in Teildauern unterteilt werden, in denen etwa gleiche o

14、der hnlich verteilte Geruscheinwirkungen bestehen. Die Medauer kann zur Vereinfachung der Messung krzer gewhlt werden als die betreffende Teildauer. Es mu jedoch sichergestellt sein, da das Ergebnis magebend fr die betreffende Teildauer ist. Bei periodischen Vorgngen soll sich die Medauer ber eine g

15、anze Anzahl von typischen Geruschzyklen erstrecken. Das Bild 1 zeigt zur Erluterung einen Schallpegelverlauf mit Mittelungsdauer und Beispielen fr zweckmig gewhlte Teildauern und Medauern. 5.3 Abschtzung des Mittelungspegels Die im folgenden beschriebene Abschtzung eignet sich besonders fur einen al

16、s Kurvenzug aufgezeichneten Pegel- verlauf. Schwankungsbereich bis zu 5dB: Fr Schallvorgnge mit Pegelschwankungen bis zu etwa 5dB (bzw. I 2,5 dB) kann im allgemeinen die Mitte des Schwan- kungsbereiches als Mittelungspegel gelten. Schwankungsbereich bis zu 10dB: Wenn der Schwankungsbereich der Werte

17、 kleiner als etwa 1OdB ist, so liegt der Mittelungspegel um etwa thdes Schwan- kungsbereiches unterhalb seiner oberen Werte. DIN3 DIN 45643 70 W 2794442 007323 858 Seite 4 DIN 45 641 L ltl Bild 1 Teildauer 1 - I Te Id a u e r 2 I c A- Mefldauer 1 Medauer 2 Teiidauer 3 - - Medauer 3 t Schallpegelverl

18、auf mit Mittelungsdauer und Beispiele fr zweckmig gewhlte Teil- dauern und Medauern. 5.4 Systematische Abweichungen 6 Vertrauensbereiche fr den Mittelungspegel Bei Klassierungen wachsen die systematischen Abweichun- und Przision des Meverahrens gen mit der Klassenbreite an; bis 5dB Klassenbreite sin

19、d sie kleiner als 0,5 dB, wenn die Pegel annhernd normalverteilt sind und sich hinreichend viele Werte ber mehrere Klassen verteilen. Bei extrem scharfen Pegelhufungen am Rand einer Klasse Meergebnisse werden Anhang behandelt, kann die systematische Abweichung hchstens bis zur hal- ben Klassenbreite

20、 anwachsen. Anmerkung : Die systematische Abweichung fr bliche Pegelstreuungen liegt zwischen +0,2 und +0,5dB bei einer Klassenbreite von 5dB. Der VertrauenSbereich fr den Mittelungspegel bei ver- wendung von Stichprobenergebnissen wird i, Anhang behandelt, Die Przision des Meverfahrens und die Unsi

21、cherheit der Anhang A Einzelereignispegel Der Mittelungspegel kann fr spezielle Anwendungen auf eine Bezugszeit To umgerechnet werden, wobei diese Umrechnung dem Prinzip der energetischen Mittelung nach Abschnitt 3 folgt. Eine solche Anwendung des Mittelungspegels ist der Einzelereignispegel, wie er

22、 im folgenden dargestellt ist. A.l Allgemeine Definition Fr die Beurteilung von Einzelereignissen (z. B. von Knallen, Ist T 1 s (z. B. bei einem einzelnen Flugzeugberflug), ist von einzelnen Flugzeuggeruschen) kann es zweckmig LTo = 1 c Leq. sein, den fr die Mittelungsdauer T ermittelten Mittelungs-

23、 pegel des Schallereignisses, das sich mit seinem Anfang und Ende aus dem Fremdgerusch am Meort herausheben mu, auf die Dauer To = 1 s zu beziehen. Die Mittelungsdauer T ist so zu whlen, da sie mindestens die Dauer erfat, die durch den Abstand der Punkte gegeben ist, zwischen denen der Schallpegel d

24、es Schallereignisses erstmals und letztmals um weniger als 10dB unter dem Maximalwert liegt. Dieser Einzelereignispegel enthlt keine Zeitbewertung und ist durch die folgende Gleichung definiert: T LT, = 1 = Le, + 10 ig - dB mit TO = 1 s (14) TO A.2 Einzelereignis-Schalldruckpegel Der Einzelereignis-

25、Schalldruckpegel T Lp,O = 1 = Lpeq + 10 lg - dB (1 5) TO mit TO = 1 s It sich metechnisch zweckmig mit einem integrierenden mittelwertbildenden Schallpegelmesser nach DIN IEC 804 bestimmen. Wenn das Gert nur lngere Mittelungszeiten als 1 s vorsieht, ist die Anzeige auf eine Bezugsdauer von 1 s umzur

26、echnen. Ersatzweise kann bei Impulsen der Maximalwert des zeit- bewerteten A-Schalldruckpegels abgelesen werden, sofern DIN1 DIN 45641 90 = 2794442 0034322 794 die Impulsdauer kleiner als 0,2 t ist; der Maximalwert stellt dann den Mittelungspegel ber die Zeit t dar, wobei 5 die Zeitkonstante der ein

27、geschalteten Zeitbewertung ist (7 = 35ms fr die Zeitbewertung I, 7 = 125ms fr die Zeit- bewertung F, 7 = 1000 ms = 1 s fr die Zeitbewertung S). Anmerkung : Die Impulsdauer ist im allgemeinen ausreichend genau bestimmt durch den ungefhren Abstand der Punkte, zwischen denen der Schalldruckpegel (ohne

28、Zeitbewertung) erstmals und letztmals um weniger als 10dB unter dem Maximalwert liegt. In dieser Zeit liegen die Hauptanteile der Energie des Impulses. Bei Messungen von Impulsen ist besonders darauf zu achten, da das Megert nicht bersteuert wird. Beim Ersatzverfahren fr kurze Impulse wird L,T = 1 d

29、urch Hinzufgen von 10 ig (711 s) dB umgerechnet - fr Zeitbewertung I: n; q) (BI) S n; p) (B2) Hierin bedeuten : .n arithmetischer Mittelwert der Stichprobe DIN3 DIN 45643 90 Seite 6 DIN 45 641 Standardabweichung der Stichprobe Stichprobenumfang irn einseitigen Fall n p=a q=l-cy p = al2 q = 1 - ai2 W

30、erte fr - V im zweiseitigen Fall S S = C (s; n; p) bzw. C (s; n; q) sind Ta- belle B.l zu entnehmen. Dabei knnen Zwischenwerte der Parameter s und n linear interpoliert werden. Fr s I 1,OdB werden fr C die Werte C (1,O; n; q) bzw. C (1,O; n; p) eingesetzt. Beispiel i Fr eine Schuserie (n=8) wird die

31、 obere Vertrauens- grenze fr den Mittelungspegel der EinzelschuBpegel auf dem Vertrauensniveau von 90% gesucht (einseiti- ger Fall). Die Mewerte des LAF, lauten: 72.7dBi 73,O dB165,5 dB166,l dBi71,2 dBi74,7 dB174,O dBi 66,OdB Nach Gleichung (B3): i: = 70,4dB Nach Gleichung (B4): s = 3,9dB Nach Tabel

32、le B.l c) : s = 3.9 dB 1-1 i/.-i n= 8 1 - a = 0,90 (einseitig) S C (s; n; q) = 3,4dB i/.-i Nach Gleichung (Bl): Lo = 70,4dB + 1,7dB + 3,4dB = 75,5dB Der Mittelungspegel nach Gleichung (12) betrgt 71,7 dB. Beispiel 2 Fr die gleiche Schuserie werden die obere Ver- trauensgrenze Lo und die untere Vertr

33、auensgrenze L, gesucht, zwischen denen der Mittelungspegel L, auf dem Vertrauensniveau von 90% liegt (zwei- seitiger Fall). Nach Tabelle 6.1 b) : s = 3,9 dB n= 8 1 - a = 0,90 (zweiseitig) C (s; n; p) = 2,3dB S i/.-i i/.-i S C (s; n; q) = 5,l dB Lu = 69,9 dB Lo = 77,2dB Nach Gleichung (82) : Nach Gle

34、ichung (Bl): 8.2.2 Vertrauensbereich des Mittelungspegels bei Ist u aus Voruntersuchungen bekannt oder kann es aufgrund von Vorwissen als bekannt vorausgesetzt werden, gehen die Gleichungen (Bl) und (B2) ber in bekannter Standardabweichung o U Lo = + 0,115 021dB + uq (85) irn und U Lu = + 0,115 a2/d

35、B - uq irn n Stichprobenumfang q = 1 - a q = 1 - ai2 im zweiseitigen Fall Die Werte fr uq sind Tabelle B.2 zu entnehmen. im einseitigen Fall 2794442 0074323 620 S Tabelle B.l. Werte fr C (s; n; p) und S q C (s; n; q) in dB (nach i) i/.-i a) zweiseitiger Fall: 1 - a = 0,95 einseitiger Fall: 1 - a = 0

36、,975 p = 0,025 - sidB n - 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 20 30 40 50 75 1 O0 250 500 1 O00 - q = 0,975 sldB n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 20 30 40 50 75 1 O0 250 500 1 O00 1,0 2,O 2,5 3,O 3.5 4,O 6,O 8,O 1.8 3,l 3,6 4.2 4.7 5,2 7,7 1,4 2,4 2,9 3,4 3,8 4,3 6,5 1,l 2,O 2,5 2.9 3,3 3,7 5.8 0,9 1,7 2,2 2,6 3,O

37、 3,4 5,3 0,8 1,6 2,O 2,3 2,7 3,l 4,9 0,8 1,5 1,8 2,2 2,5 2,9 4,6 0,7 1,4 1,7 2,O 2,4 2,7 4,4 0,7 1,3 1,6 1,9 2,3 2,6 4,2 0,6 1,2 1.5 1,8 2,2 2,5 4,O 0,6 1,2 1.5 1,8 2,l 2,4 3.9 0,5 1,0 1,3 1,6 1,8 2,l 3,5 0,5 0,9 1,l 1.4 1,6 1,9 3,l 0,4 0,7 0,9 1,l 1,3 1,5 2,6 0,3 0,6 0,8 1,0 1,2 1,3 2,3 0,3 0,6 0.7

38、 0,9 1,0 1,2 2,l 0,2 0.5 0.6 0,7 0,9 1,0 1,7 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1,5 0,l 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 1,0 0,l 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,7 0,l 0,l 0,2 0,2 0,2 0,3 0,5 1.0 2,O 2,5 3.0 3,5 4,O 6.0 8.0 4,7 17,8 27,7 - - - - - 3,l 11,O 17,O 24,3 - - - - 2,O 6,6 9.9 14,O 18,7 24,2 - - 1.3 3,2 4,5 6,l 8,O 10,l 21.7

39、 - 1,l 2,8 3,9 5,3 6,8 8,6 18,3 - 1,0 2,4 3,4 4,6 5,9 7,4 15,6 27,O 0.9 2,2 3.0 4,O 5,l 6,4 13.3 22,9 0,8 1,9 2,6 3,5 4,5 5,5 11,4 19,4 0,7 1,7 2,3 3,l 3,9 4,8 9,6 16,3 0,7 1,6 2.2 2.9 3,6 4,5 9,0 15,2 0,6 1,4 1,9 2,4 3,l 3.7 7.5 12,5 0,5 1,l 1,5 1.9 2,4 2,9 5,7 9,4 0,4 0,9 1,2 1,5 1,8 2,2 4,3 7,O 0

40、,3 0.7 1,0 1,2 1,5 1,8 3,5 5,7 0,3 0,6 0,8 1,l 1,3 1,6 2,9 4,7 0,2 0.5 0,7 0,8 1,0 1,2 2,3 3,7 0,2 0,4 0,6 0,7 0,9 1,0 1,9 3,l 0,l 0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 1,2 1,8 0,l 0,2 0,2 0,3 0,4 0,4 0,8 1,2 0,l 0,l 0,2 0,2 0.3 0,3 0,5 0,9 b) zweiseitiger Fall: 1 - a = 0,9 sldB n einseitiger Fall: 1 - a = 0,95 p = 0

41、,05 1,0 2,O 2,5 3.0 3,5 4,O 6,O 8,O DIN1 DIN 45b41 90 W 2794442 0074324 5b7 W sldB n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 20 30 40 50 75 100 250 500 1000 1,0 2,O 2,5 3,O 3,5 4,O 6,O 8.0 0,9 1,7 2,l 2,5 2,9 3,3 5,2 7,3 0,8 1,4 1,8 2,l 2,4 2,8 4,4 6,2 0,6 1,2 1,5 1,8 2,l 2,5 3,9 5,7 0,6 1,l 1,4 1,7 2,O 2,2 3,7 5

42、,3 0,5 1,0 1,3 1,5 1,8 2,l 3,4 4,9 0,5 0,9 1,2 1,4 1,7 1,9 3,2 4,6 0,4 0,9 1,l 1,3 1,6 1,8 3,O 4,4 0.4 0,8 1,0 1,3 1,5 1,7 2,9 4,2 0.4 0,8 1,0 1,2 1,4 1,7 2,8 4,l 0,4 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 2,7 3,9 0,3 0,7 0,9 1,0 1.2 1.4 2,4 3,6 0,3 0,6 0,7 0,9 1.1 1.3 2,l 3,2 0,2 0,5 0,6 0,7 0,9 1,0 1,7 2,6 0,2 0,4 0

43、,5 0,6 0,8 0,9 1,5 2,3 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,4 2,l 0.1 0.3 0,4 0,5 0,6 0,7 1,2 1,8 0,l 0.3 0,3 0,4 0,5 0.6 1,0 1,5 0,l 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,7 1,0 0,l 0,l 0.2 0,2 0,2 0,3 0,5 0.7 0,O 0,l 0,l 0,l 0,2 0,2 0,3 0,5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 20 30 40 50 75 1 O0 250 500 1 O00 1,4 2,4 2,9 3,4 3,8 4,3 6

44、,5 8,9 1,l 1,9 2,3 2,7 3,2 3,6 5,5 7,7 0,9 1,6 2,O 2,4 2,8 3,l 4,9 7,O 0,8 1,4 1,8 2,l 2,5 2,8 43 6,5 0,7 1,3 1,6 2,O 2,3 2,6 4,2 6,l 0,6 1,2 1,5 1,8 2,l 2,4 4,O 57 0,6 1,l 1,4 1,7 2,O 2,3 3,8 5,4 0,6 1,l 1,3 1,6 1,9 2,2 3,6 5,2 0.5 1,0 1,3 1,5 1,8 2,l 3,4 5,l 0,5 1,0 1,2 1,5 1,7 2,O 3,3 4,9 0.4 0.9

45、 1,l 1,3 1,6 1,8 3,O 4,4 0,4 0,7 0.9 1,l 1,4 1,6 2,6 3,9 0,3 0,6 0,8 0,9 1,l 1,3 2.2 3,3 0,3 0,5 0,7 0,8 1,0 1,l 1,9 2,9 0,2 0,5 0,6 0,7 0,9 1,0 1,8 2,6 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,5 2,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1,3 1,9 0,l 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,8 1,3 0,l 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0.6 0,9 0,l 0,l 0,l 0,2 0,2

46、 0,2 0,4 0,7 q = 0,95 a - sldB n - 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 20 30 40 50 75 1 O0 250 500 1 O00 - 1,0 2,O 2,5 3,O 3,5 4,O 6,O 8,O 2.6 8,6 13,2 19,l 26,O - - - 1,8 5,7 8,6 12,2 16,5 21,5 - - 1,3 3,7 5.5 7,7 10,3 13,2 29,O - 1,0 2,3 3-2 4-3 5,6 7,O 14,7 25,5 0,8 2,O 2,8 3,8 4,8 6.0 12,6 21,8 0.8 1.8 2,

47、5 3,3 4,2 5.3 10,9 18,8 0,7 1,6 2,2 2,9 3,7 4,6 9,5 16,2 0,6 1,5 2,O 2,6 3,3 4,l 8,3 14,l 0,6 1,4 1,8 2,4 3,O 3,6 7,2 12,2 0,6 1,3 1,7 2.2 2,8 3,4 6,8 11,4 0,5 1,l 1,5 1,9 2,4 2,9 5,7 9,5 0,4 0,9 1,2 1,5 1.9 2,3 4,4 7,3 0,3 0,7 0,9 1,2 1,5 1,8 3,4 53 0,3 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 2,8 4,5 0,2 0.5 0,7 0,9 1

48、,l 1,3 2,4 3,8 0,2 0,4 0,6 0,7 0,9 1,0 1,9 3,O 0,2 0,4 0,5 0,6 0.7 0,9 1,6 2,5 0,l 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5 1,0 1,5 0,l 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,7 1,0 0,l 0,l 0.1 0,2 0,2 0,3 0,5 0,7 DIN 45 641 Seite 7 c) zweiseitiger Fall: 1 - a = 0.80 einseitiger Fall: 1 - a = 0,90 p = 0,lO sldB n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

49、5 20 30 40 50 75 1 O0 250 500 1 O00 1,0 2,O 2,5 3,O 3,5 4,O 6,O 8,O 1,4 4,O 6.1 8,7 11,9 15,5 - - 1,l 2,9 4,2 6,O 8,O 10,4 23,l - 0,8 2,l 3.0 4,2 5,5 7,O 15,2 26,7 0,7 1,6 2,l 2,8 3,6 4,5 9,3 16,l 0.6 1,4 1,9 2,5 3,2 3,9 8.1 13,9 0,6 1,3 1,7 2,2 2,8 3,5 7,2 12,2 0,5 1,2 1.6 2,O 2,6 3,l 6,4 10,7 0,5 1,l 1,4 1,9 2,3 2,8 5,7 9,5 0,4 1,0 1,3 1,7 2.1 2,6 5,l 8,4 0,4 0,9 1,2 1,6 2,O 2,4 4,8 7,9 0,4 0,8 1,l 1,4 1,7 2,l 4,l 6,7 0