Костеров О. О. Удосконалення та дослідження державного первинного еталона одиниці звукового тиску в повітряному середовищі

Дисертацію присвячено розв’язуванню актуальної науково-технічної проблеми – поліпшенню метрологічних характеристик державного первинного еталону України одиниці звукового тиску в повітряному середовищі через удосконалення еталона, комплексне аналізування складових непевності під час калібрування мікрофонів, виявлянню та дослідженню найбільш впливових складових непевності для вдосконалення методів і засобів вимірювання, які дають змогу зменшувати непевність відтворення та передання одиниці звукового тиску. Наукова новизна отриманих результатів: За результатами проведених досліджень, направлених на розроблення та вдосконалення еталона одиниці звукового тиску у повітряному середовищі, отримано наступні результати: 1. Вперше, за результатами аналізу та дослідження математичної моделі процесу калібрування мікрофонів, встановлено, що основними чинниками, які визначають метрологічні характеристики державного первинного еталона одиниці звукового тиску в повітряному середовищі є оцінки електричного передавального імпедансу, параметрів довкілля, параметрів мікрофонів та розмірів камери малого об’єму; 2. Вперше, за результатами проведених досліджень математичної моделі процесу калібрування мікрофонів, запропоновано та впроваджено удосконалену структуру державного первинного еталона одиниці звукового тиску в повітряному середовищі, що дозволило: 3 − для мікрофонів типу LS1: зменшити непевність їх калібрування на 0.01 дБ – 0.04 дБ; − для мікрофонів типу LS2: розширити частотний діапазон вимірювань з діапазону (31 Гц – 20 кГц) до діапазону (2 Гц – 25 кГц), крім того, зменшити непевність їх калібрування на 0.02 дБ – 0.05 дБ; 3. Вперше встановлено частотні залежності впливу шумів з нормальним розподілом у вимірювальних каналах на стандартний відхил результатів калібрування мікрофонів із використанням моделювання методом Монте-Карло та показано суттєве зростання їх впливу на інфранизьких частотах; 4. Вперше, під час уведення поправки на теплопровідність, запропоновано метод для оцінення значення частоти спряження та запропоновано використання в частотній смузі нижче від цього значення - зазначену низькочастотну модель поправки, а у високочастотній області – широкосмугову модель, що забезпечує зменшення непевності у робочому діапазоні частот. Практичне значення отриманих результатів: виконано порівняльний аналіз наявних методів та засобів відтворювання одиниці звукового тиску в провідних акустичних лабораторіях світу та визначено теоретичні засади вдосконалення державного первинного еталону України одиниці звукового тиску в повітряному середовищі; визначено структуру побудови для вдосконалення державного первинного еталону України одиниці звукового тиску в повітряному середовищі; створено та введено в експлуатацію вдосконалену еталонну установку для калібрування за тиском лабораторних еталонних мікрофонів у діапазоні частот від 2 Гц до 25 кГц на державному первинному еталоні України одиниці звукового тиску в повітряному середовищі; розроблено та впроваджено наступні методики калібрування: «Державний первинний еталон одиниці звукового тиску в повітряному середовищі ДЕТУ 10-01-11. Методика калібрування еталонної установки УЕ-2ПУ» ДШВК 407539.001 МК (ДП НДІ «Система», м. Львів); «Методика калібрування за тиском вимірювальних мікрофонів на державному первинному еталоні ДЕТУ 4 10-01-11 в діапазоні частот від 2 Гц до 25 кГц» ДШВК 407629.001 МК (ДП НДІ «Система», м. Львів); виконано міжнародні ключові звірення COOMET.AUV.A-K5, за результатами яких оновлено 15 рядків вимірювальних і калібрувальних можливостей (CMC) України в царині акустики в Базі даних ключових звірень Міжнародного бюро мір і ваг (KCDB BIPM).