ISO 26101:2012
(Main)Acoustics — Test methods for the qualification of free-field environments
Acoustics — Test methods for the qualification of free-field environments
ISO 26101:2012 specifies methodology for qualifying acoustic spaces as anechoic and hemi-anechoic spaces meeting the requirements of a free sound field. ISO 26101:2012 specifies discrete-frequency and broad-band test methods for quantifying the performance of anechoic and hemi-anechoic spaces, defines the qualification procedure for an omni-directional sound source suitable for free-field qualification, gives details of how to present the results and describes uncertainties of measurement. It has been developed for qualifying anechoic and hemi-anechoic spaces for a variety of acoustical measurement purposes. It is expected that, over time, various standards and test codes will refer to ISO 26101:2012 in order to qualify an anechoic or hemi-anechoic space for a particular measurement. In the absence of specific requirements or criteria, Annex A provides qualification criteria and measurement requirements to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose acoustical measurements. ISO 26101:2012 describes the divergence loss method for measuring the free sound field performance of an acoustic environment.
Acoustique — Méthodes d'essai pour la qualification des environnements en champ libre
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 26101
First edition
2012-03-15
Acoustics — Test methods for the
qualification of free-field environments
Acoustique — Méthodes d’essai pour la qualification des
environnements en champ libre
Reference number
ISO 26101:2012(E)
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ISO 26101:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Allowable deviations from inverse square law . 2
5 Measurement of free sound field performance . 2
5.1 Divergence loss method . 2
5.2 Information to be recorded . 7
5.3 Information to be reported . 7
Annex A (normative) Qualification criteria and measurement requirements . 9
Annex B (normative) General procedure for evaluation of sound source directionality .12
Annex C (informative) Measurement uncertainty .14
Annex D (informative) Guidelines for referring to this test method .17
Bibliography .19
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ISO 26101:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 26101 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics.
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ISO 26101:2012(E)
Introduction
This International Standard describes the divergence loss method of measurement of performance of an
environment designed to provide a free sound field, or free sound field over a reflecting plane. An acoustical
environment is a free sound field if it has bounding surfaces that absorb all sound energies incident upon them.
This is normally achieved using specialized test environments, such as anechoic or hemi-anechoic chambers.
In practice, these provide a controlled free sound field for acoustical measurements in a confined space within
the facility.
The purpose of this International Standard is to promote uniformity in the method and conditions of measurement
when qualifying free sound field environments.
It is expected that the qualification procedures outlined in this International Standard will be referred to by
other International Standards and industry test codes. In such cases, these documents making reference to
this International Standard may specify qualification criteria appropriate for the test method and may require
specific traverse paths.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 26101:2012(E)
Acoustics — Test methods for the qualification of free-field
environments
1 Scope
1.1 This International Standard specifies methodology for qualifying acoustic spaces as anechoic and hemi-
anechoic spaces meeting the requirements of a free sound field.
1.2 This International Standard specifies discrete-frequency and broad-band test methods for quantifying the
performance of anechoic and hemi-anechoic spaces, defines the qualification procedure for an omni-directional
sound source suitable for free-field qualification, gives details of how to present the results and describes
uncertainties of measurement.
1.3 This International Standard has been developed for qualifying anechoic and hemi-anechoic spaces for a
variety of acoustical measurement purposes. It is expected that, over time, various standards and test codes will refer
to this International Standard in order to qualify an anechoic or hemi-anechoic space for a particular measurement.
1.4 In the absence of specific requirements or criteria, Annex A provides qualification criteria and measurement
requirements to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose acoustical measurements.
1.5 This International Standard describes the divergence loss method for measuring the free sound field
performance of an acoustic environment.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO/IEC 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
1)
measurement (GUM:1995)
IEC 61260, Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters
IEC 61672-1, Electroacoustics — Sound level meters — Part 1: Specifications
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
free sound field
sound field in a homogeneous, isotropic medium free of boundaries
[6]
[ISO/TR 25417:2007 , 2.17]
3.2
anechoic space
volume which has been qualified as a sound field in a homogeneous, isotropic medium free of boundaries
1) ISO/IEC Guide 98-3 is published as a reissue of the Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM),
1995.
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ISO 26101:2012(E)
3.3
hemi-anechoic space
volume above a reflecting plane which has been qualified as a sound field in a homogeneous, isotropic medium
free of boundaries
3.4
acoustic centre
position of the point from which approximately spherical wave
fronts appear to diverge
3.5
background noise
sum of all the signals except the one under investigation
[5]
[ISO 10815:1996 ,3.2]
NOTE Background noise can include contributions from airborne sound, structure-borne vibration, and electrical
noise in instrumentation.
3.6
divergence loss
reduction in sound pressure along a straight path due to the spreading of sound when a sound wave propagates
away from a source
3.7
frequency range of interest
contiguous one-third-octave band frequencies from the lowest to the highest frequencies to be qualified, inclusive
3.8
referencing document
standard or test code that refers to this International Standard for the purpose of specifying the qualification
method of an anechoic or hemi-anechoic space
4 Allowable deviations from inverse square law
The theoretical reduction in mean-square sound pressure along a straight path due to spherical propagation of
a sound wave in a free sound field shall be hereafter referred to as the inverse square law.
For a space to be deemed anechoic or hemi-anechoic, as defined by criteria in a referencing document, the
deviations of the measured sound pressure levels from those estimated using the inverse square law, obtained
according to this International Standard, shall not exceed the values specified by the referencing document.
In the absence of specific criteria for the allowable deviations in a referencing document, the criteria in Annex A
shall be used to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose acoustical measurements.
The allowable deviations specified by a referencing document may be more or less stringent than the criteria
given in Annex A.
5 Measurement of free sound field performance
5.1 Divergence loss method
5.1.1 Principle
The divergence loss method shall be used to quantify the performance of an anechoic or hemi-anechoic space
within a test environment and to determine the spatial limits of this qualified anechoic or hemi-anechoic space.
The free sound field performance is evaluated by quantifying the contributions of both the direct and the
reflected components of acoustic energy.
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ISO 26101:2012(E)
The spatial decrease of sound pressure emitted from a test sound source shall be compared with the decrease
of sound pressure that would occur in an ideal free sound field.
5.1.2 Instrumentation and measuring equipment
5.1.2.1 General
The instrumentation system for measuring sound pressure level, including the microphone and cable, shall be
operated within the limit of the linearity errors specified for a Class 1 sound level meter according to IEC 61672 -1.
The microphone shall be nominally omni-directional (taking into account any supplementary equipment
connected to it, such as the protective grid and mounting arrangement).
For measurements in one-third-octave bands, the filters used shall meet the requirements for Class 1 specified
in IEC 61260.
NOTE For measurements above 5 kHz, this method will normally require a microphone of diameter equivalent to that
[1]
of a WS2F microphone or less.
5.1.2.2 Test sound source
A sound source approximating a point source over the frequency range of interest shall be used for the
qualification measurement. The source shall be:
a) compact and of acoustical performance, such that the location of the acoustic centre of the source is known
to be located close enough to the origin of the microphone traverses specified in 5.1.3.2 to allow fitting of
the sound pressure level versus distance data without an adjustment for the acoustic centre of the source,
b) in compliance with the directionality criteria in Table B.1, when measured according to the procedure in
Annex B, so as to ensure the source radiates energy in all directions,
c) able to generate sufficient sound power over the frequency range of interest to yield sound pressure levels
at least 6 dB above the background noise levels for all points on each microphone traverse, or while the
[13]
microphone is moving for continuous traverse systems , and
d) of high stability so that the radiated sound power (due to the source, associated signal generation and
amplification electronics) as measured by a monitor microphone located at an arbitrary fixed position in
the test environment does not vary significantly at the frequency of measurement during the time taken to
complete the measurements for each microphone traverse. If the stability of the source varies by more than
± 0,2 dB then the monitor microphone shall be used to apply a correction, according to the following equation:
LL= ′ −+LL (1)
pi pi pi,,refrp,,ef 0
where
is the corrected sound pressure level at measurement point i, expressed in decibels (dB);
L
pi
L′ is the measured sound pressure level at measurement point i, expressed in decibels (dB);
pi
L is the sound pressure level measured by the monitor microphone at the reference location for
pi,,ref
measurement point i, expressed in decibels (dB);
L is the sound pressure level measured by the monitor microphone at the reference location for the
p,,ref0
initial measurement point 0, expressed in decibels (dB).
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ISO 26101:2012(E)
Since, in general, two or more sources may be required to cover the overall frequency range of interest, the
requirements given above shall be met for each source over its applicable frequency range.
NOTE It is possible to estimate the acoustic centre of a source by evaluating it in an anechoic space already known
to meet the requirements in Annex A.
Care should be taken
— to ensure that the sound pressure levels are greater than 6 dB, and preferably 15 dB, above the background
noise levels;
— in positioning the monitor microphone to avoid acoustic interference with the traversing mechanism
affecting the results;
— to ensure that changes in atmospheric conditions over the duration of the traverse are not confused with
those related to the source stability.
5.1.3 Location of test sound sources and microphone traverses
5.1.3.1 Test sound source location
Referencing documents may specify the test sound source location(s) to be used in order to qualify the anechoic
or hemi-anechoic space.
In the absence of specific requirements for the sound source location in a referencing document, the
requirements in Annex A shall be used to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose
acoustical measurements.
The test sound source should be placed in a chosen orientation and held in that orientation for all
microphone traverses.
An environment may be qualified for more than one source location.
5.1.3.2 Microphone traverses
Microphone traverses shall be made along paths that will characterize and qualify the anechoic or hemi-
anechoic space for the types of acoustical measurements to be conducted in the test environment. The origin
of the microphone traverse shall be within the physical volume occupied by the test sound source.
Referencing documents may specify the traverse paths to be conducted in order to qualify the anechoic or
hemi-anechoic space.
In the absence of specific requirements for the traverse paths in a referencing document, the requirements
in Annex A shall be used to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose acoustical
measurements.
Sound reflection from the microphone support system should be carefully avoided.
5.1.4 Test procedure
5.1.4.1 Qualification bandwidth
The qualification measurements of the anechoic or hemi-anechoic space shall be made using a bandwidth that
is typical of the spectral characteristics of the type of sources that will be measured or evaluated.
Discrete-frequency qualification may be accomplished by using a test source that generates discrete tone(s)
or by using a test source that generates broad-band noise and a measurement system that provides discrete-
[13]
frequency measurement capabilities, such as an FFT analyser
.
Broad-band qualification may be accomplished by using a test source that generates broad-band noise and a
measurement system that provides one-third-octave-band filtering.
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ISO 26101:2012(E)
Referencing documents may specify the bandwidth for the qualification measurement.
In the absence of specific requirements for the bandwidth in a referencing document, the requirements in
Annex A shall be used for the selection of the appropriate qualification measurement bandwidth for their
intended purpose.
5.1.4.2 Generation of sound
The test source described in 5.1.2.2 may be operated with a test signal of pure tones, multiple pure tones,
band-limited or broad-band noise.
If pure tones or multiple pure tones are used for discrete-frequency qualification, the measured signal after any
filtering shall not contain energy at frequencies not being characterized that are within 15 dB of the frequencies
being characterized. If broad-band noise is used as a test signal for either broad-band or discrete-frequency
qualification, then the test signal shall consist of either random noise or broad-band test signals derived from
random noise.
In the absence of specific requirements for the test signal in a referencing document, the requirements in
Annex A shall be used for the selection of the appropriate test signal for qualification of anechoic or hemi-
anechoic spaces for their intended purpose.
NOTE Use of a mix of pure tones spaced apart by more than a one-third-octave band can be much more rapid than
sequential traverses, each at a single pure tone.
When using tonal, or mixed tone signals, care should be taken to avoid distortion due to excessive signal levels.
5.1.4.3 Measurement of sound pressure level
The sound pressure levels shall be measured using fractional octave band filters or FFT analysis.
The microphone shall be moved along the paths described in 5.1.3.2 for each test signal. The measurement of
sound pressure level shall be carried out starting, at most, a quarter of a wavelength (at the lowest frequency
to be qualified) from the origin of the traverse, traversing at least half a wavelength (at the lowest frequency to
be qualified) and to the hypothetical boundary of the anechoic or hemi-anechoic space to be qualified.
Sound pressure levels shall be measured along each microphone traverse using equally spaced measurement
points at each frequency. Referencing documents may specify the maximum spacing of the measurement
points in order to qualify the anechoic or hemi-anechoic space for their intended purpose.
In the absence of specific requirements for the spatial resolution of the measurement points, the requirements
in Annex A shall be used to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose acoustical
measurements.
Alternatively, for discrete-frequency measurements using pure tone signals, the microphone may be moved
[13]
slowly and continuously along the traverse and the sound pressure levels recorded . Sound pressure
level versus distance data should then be determined, using the spatial sampling guidelines for discrete
measurements.
If broad-band test signals are used, measurement times should be of sufficient duration to achieve stable levels.
5.1.5 Expression of results
5.1.5.1 Method of calculation
5.1.5.1.1 General
Measured sound pressure levels are compared with the theoretical sound pressure level decay according to
the inverse square law in a free sound field.
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5.1.5.1.2 Equation for estimation of sound pressure levels based on the inverse square law
From the sound pressure levels measured at positions specified in 5.1.4.3, the estimation of sound pressure levels
based on the inverse square law shall be determined for each measurement traverse from the following equation:
r
i
Lr() =−b 20lgdB (2)
pi
r
0
where
L (r ) is the sound pressure level at distance r estimated by the inverse square law, expressed in
p i i
decibels (dB);
r
is the distance of measurement point i from the acoustic centre of the sound source, expressed
i
in metres (m);
r is the reference value, r = 1 m;
0 0
b
is a parameter that is adjusted to optimise the fit of the measured sound pressure levels into the
tolerance range, to maximise the qualified distance from the test sound source.
If a continuous traverse is used, an “analogue” recording of level versus distance is obtained. To use the
equations in this clause, sound pressure levels at a large number of points at regularly spaced intervals shall
be derived from the records. The selection of point spacing shall be based on the criteria of 5.1.4.3.
NOTE 1 An iterative process can be used to determine b; a starting value is given by the following equation:
N N
r
i
20lg dB+ L
∑∑ pi
r
i==11 0 i
b = (3)
N
where
L is the measured sound pressure level (corrected for source stability) at measurement point i, expressed
pi
in decibels (dB);
N is the number of measurement points along the measurement traverse.
NOTE 2 Over long traverses and especially at high frequency, air absorption might not be negligible, it might be
necessary to correct the measured sound pressure level for absorption of sound by the atmosphere in accordance with
[4]
ISO 9613-1 . For example, atmospheric absorption can be 0,3 dB/m at 10 kHz.
5.1.5.1.3 Deviations from the inverse square law
Using the estimation of sound pressure levels based on the inverse square law, the deviation of the measured sound
pressure level from the inverse square law is determined at each measurement point by the following equation:
ΔLL=− Lr (4)
()
pi pi pi
where
is the deviation from the inverse square law, expressed in decibels;
ΔL
pi
L
is the measured sound pressure level (corrected for source stability) at measurement point i,
pi
expressed in decibels.
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ISO 26101:2012(E)
5.1.6 Measurement uncertainty
The uncertainty of the results obtained from measurements according to this International Standard shall
be evaluated, preferably in compliance with the Guide to the expression of uncertainty in measurement
(ISO/IEC Guide 98-3). The expanded uncertainty together with the corresponding coverage factor for a stated
coverage probability of 95 % as defined in ISO/IEC Guide 98-3 shall be given. Guidance on the determination
of the expanded uncertainty is given in Annex C.
5.2 Information to be recorded
For measurements according to this International Standard, the following information shall be recorded:
a) the time and date of the measurements;
b) the person responsible for the measurements and calculations;
c) a description of the environment to be qualified, including dimensions and a description of the physical
treatment of walls, ceiling and floor;
d) a sketch showing the location of the test sound source and any unique features or non-uniformities;
e) air temperature in degrees Celsius, relative humidity in per cent and barometric pressure in pascals;
f) equipment used for the measurements, including name, type, serial number and manufacturer;
g) the sound source(s) used for the test;
h) position of the acoustic centre of each test sound source used;
i) clear identification of the traverse paths used for the test;
j) the locations and orientation of the traverse paths, any reflecting planes, bounding surfaces and the
assumed acoustic centre of the source (a sketch shall be included, if necessary);
k) for each path, the start location relative to the test source and the path length;
l) the test signal(s) and measurement bandwidth;
m) the frequency range of interest (see 3.7);
n) for each path, the number of measurement points and the averaging time at each measurement point, or
for continuous measurements, the speed of the traverse and the response time of the instrumentation;
o) a table or chart of the sound pressure levels or deviations from the inverse square law in the measurement
band of interest and position relative to the test sound source, measured along each traverse;
p) the qualification criteria for the allowable deviations from the inverse square law;
q) the dimensions and location of the anechoic or hemi-anechoic space, qualified in accordance with the
requirements of the referencing document or Annex A, as applicable.
5.3 Information to be reported
For measurements according to this International Standard, the following information shall be reported:
a) the time and date of the measurements;
b) a description of the environment to be qualified, including dimensions, and a description of the physical
treatment of walls, ceiling and floor;
c) a description of the measuring instrumentation used;
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d) a description of the sound source(s) used for the test, including a statement that the directionality of the
source(s) comply with this International Standard;
e) the test signal(s) and measurement bandwidth;
f) the frequency range of interest (see 3.7);
g) clear identification of the traverse paths and the position of the source(s) used for the test;
h) the qualification criteria for the allowable deviations from the inverse square law;
i) the dimensions and location of the anechoic or hemi-anechoic space, qualified in accordance with the
requirements of the referencing document or Annex A, as applicable;
j) the measurement results of the divergence loss of the sound pressure level or deviations from inverse
square law versus distance;
k) a statement of the measurement uncertainty;
l) a statement whether the environment can be used for its intended use;
m) a statement that the qualification was made in accordance with this International Standard.
Due to the quantity of measurement results, it can be impractical to present these in a table and presentation
in a graphical form is recommended.
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Annex A
(normative)
Qualification criteria and measurement requirements
A.1 General
In the absence of specific requirements and criteria in a referencing document, the requirements and criteria
provided in this annex shall be used to qualify anechoic and hemi-anechoic spaces for general purpose
acoustical measurements.
A.2 Qualification criteria
A.2.1 Deviations from the inverse square law
For a space within an environment to be deemed anechoic or hemi-anechoic, the deviations of the measured
sound pressure levels from those estimated using the inverse square law, obtained according to this International
Standard, shall not exceed the values given in Table A.1.
Table A.1 — Maximum allowable deviations of measured sound pressure levels from theoretical
levels using the inverse square law
Type of test environment One-third-octave-band frequency Allowable deviations
Hz dB
≤630 ±1,5
Anechoic 800 to 5 000 ±1,0
≥6 300 ±1,5
≤630 ±2,5
Hemi-anechoic 800 to 5 000 ±2,0
≥6 300 ±3,0
The deviations in Table A.1 may be used to determine the extent of the anechoic or hemi-anechoic space, the
largest volume surrounding the test source within which measurements may be made within a free sound field.
The deviations in Table A.1 also determine the frequency range over which measurements may be made within a
free-field environment provided that the one-third-octave bands comprising the frequency range are contiguous.
A.3 Location of test sound sources and microphone traverses
A.3.1 Test sound source location
The test sound source shall be located to coincide with the usual source position. In an anechoic space, this
is preferably in the centre of the test environment. In a hemi-anechoic space, this is preferably in the centre of
and on the surface of the reflecting plane.
A.3.2 Microphone traverses
Microphone traverses shall be made along at least five straight paths away from the acoustic centre of the
sound source in different directions.
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The traverse paths shall be located in the working area of the environment, i.e. the part of the environment
normally used for measurements.
The traverse paths shall be selected as follows:
a) at least one traverse path shall be towards a dihedral corner of the environment that has the most uniform
acoustic treatment properties and is most likely to be representative of the overall free sound field performance;
b) at least one traverse path shall be towards a trihedral corner of the environment that has the most uniform
acoustic treatment properties and is most likely to be representative of the overall free sound field performance;
c) at least one traverse path shall be towards the centre of the environment
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 26101
Première édition
2012-03-15
Acoustique — Méthodes d’essai pour
la qualification des environnements en
champ libre
Acoustics — Test methods for the qualification of free-field environments
Numéro de référence
ISO 26101:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 26101:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
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de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 26101:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Écarts admissibles par rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance . 2
5 Mesurage de la performance d’un champ acoustique libre . 3
5.1 Méthode basée sur la perte par divergence . 3
5.2 Informations à consigner . 7
5.3 Informations à faire figurer dans le rapport d’essai . 8
Annexe A (normative) Critères de qualification et exigences de mesure par défaut . 9
Annexe B (normative) Procédure générale pour évaluer la directivité de la source sonore .12
Annexe C (informative) Incertitude de mesure .14
Annexe D (informative) Principes directeurs pour faire référence à cette méthode d’essai .17
Bibliographie .19
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 26101:2012(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 26101 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique.
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ISO 26101:2012(F)
Introduction
La présente Norme internationale traite de la méthode de mesure de la performance d’un environnement
destiné à fournir un champ acoustique libre ou un champ acoustique libre sur plan réfléchissant, basée sur la
perte par divergence. Un champ acoustique libre est un environnement acoustique dont les surfaces limites
absorbent toute l’énergie sonore incidente. L’utilisation de chambres anéchoïques ou semi-anéchoïques est
généralement nécessaire pour réaliser ce type d’environnement d’essai. Dans la pratique, celles-ci offrent un
champ acoustique libre contrôlé permettant d’effectuer des mesurages acoustiques dans un espace confiné
au sein de l’installation.
La présente Norme internationale a pour objet d’assurer l’homogénéité de la méthode et des conditions de
mesure destinées à qualifier un environnement de champ acoustique libre.
Il est probable que les procédures de qualification décrites dans la présente Norme internationale seront citées
en référence par d’autres Normes internationales et codes d’essai industriels. Dans ce cas, les documents
faisant référence à la présente Norme internationale pourront spécifier des critères de qualification appropriés
pour la méthode d’essai ainsi que des trajets de mesure spécifiques.
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NORME INTERNATIONALE ISO 26101:2012(F)
Acoustique — Méthodes d’essai pour la qualification des
environnements en champ libre
1 Domaine d’application
1.1 La présente Norme internationale spécifie une méthodologie pour qualifier des espaces acoustiques
comme des espaces anéchoïques ou semi-anéchoïques répondant aux exigences d’un champ acoustique libre.
1.2 La présente Norme internationale spécifie des méthodes d’essai en fréquences discrètes et en large
bande pour quantifier la performance d’espaces anéchoïques et semi-anéchoïques. Elle définit la procédure de
qualification d’une source sonore omnidirectionnelle adéquate pour la qualification d’un champ libre, détaille le
mode de présentation des résultats et décrit les incertitudes de mesure.
1.3 La présente Norme internationale a été conçue pour qualifier des espaces anéchoïques et semi-
anéchoïques pour une grande variété d’applications de métrologie acoustique. À terme, diverses normes et
codes d’essai devraient se référer à cette Norme internationale pour qualifier un espace en tant qu’anéchoïque
ou semi-anéchoïque en vue d’un mesurage spécifique.
1.4 En l’absence d’exigences ou de critères particuliers, l’Annexe A fournit les critères de qualification et les
exigences de mesurage pour qualifier des espaces anéchoïques et semi-anéchoïques à des fins de mesurages
acoustiques généraux.
1.5 La présente Norme internationale décrit la méthode de mesure de la performance d’un environnement
acoustique en tant que champ acoustique libre, basée sur la perte par divergence.
2 Références normatives
Les documents suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les références
datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de
référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
Guide ISO/CEI 98-3:2008, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de
1)
mesure (GUM:1995)
CEI 61260, Électroacoustique — Filtres de bande d’octave et de bande d’une fraction d’octave
CEI 61672-1, Électroacoustique — Sonomètres — Partie 1: Spécifications
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
champ acoustique libre
champ acoustique dans un milieu isotrope homogène illimité
[6]
[ISO/TR 25417:2007 , 2.17]
3.2
espace anéchoïque
volume ayant été qualifié comme champ acoustique dans un milieu isotrope homogène illimité
1) Le Guide ISO/CEI 98-3 est une réédition du Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (GUM), 1995.
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3.3
espace semi-anéchoïque
volume au-dessus d’un plan réfléchissant, ayant été qualifié comme champ acoustique dans un milieu isotrope
homogène illimité
3.4
centre acoustique
position du point à partir duquel les fronts d’ondes
sphériques paraissent approximativement diverger
3.5
bruit de fond
somme de tous les signaux à l’exception de celui étudié
[5]
NOTE 1 Adapté de l’ISO 10815:1996 , 3.2.
NOTE 2 Le son aérien, le bruit de structure et le bruit électrique des instruments peuvent contribuer au bruit de fond.
3.6
perte par divergence
réduction de la pression acoustique sur une ligne droite, due à l’étalement du son lors de sa propagation depuis
une source ponctuelle
3.7
plage de fréquences concernée
fréquences des bandes d’un tiers d’octave contiguës, sur la plage allant des plus basses aux plus hautes
fréquences à qualifier
3.8
document de référence
norme ou code d’essai renvoyant à la présente Norme internationale à des fins de spécification de la méthode
de qualification d’un espace anéchoïque ou semi-anéchoïque
4 Écarts admissibles par rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance
La réduction théorique de la pression acoustique quadratique moyenne sur une ligne droite, due à la propagation
sphérique des ondes sonores dans un champ acoustique libre est désignée ci-après comme la loi de l’inverse
du carré de la distance.
Pour qu’un espace soit considéré comme anéchoïque ou semi-anéchoïque selon les critères d’un document
de référence, les écarts entre les niveaux de pression acoustique mesurés et ceux estimés à l’aide de la loi de
l’inverse du carré de la distance, obtenus conformément à la présente Norme internationale, ne doivent pas
dépasser les valeurs spécifiées dans le document de référence.
En l’absence de critères spécifiques applicables aux écarts admissibles dans un document de référence,
les critères stipulés dans l’Annexe A doivent être utilisés pour qualifier des espaces anéchoïques ou semi-
anéchoïques à des fins de mesurages acoustiques généraux.
Les écarts admissibles spécifiés dans un document de référence peuvent être plus ou moins stricts que les
écarts fixés par les critères de l’Annexe A.
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5 Mesurage de la performance d’un champ acoustique libre
5.1 Méthode basée sur la perte par divergence
5.1.1 Principe
La méthode basée sur la perte par divergence doit être utilisée pour quantifier la performance d’un espace
anéchoïque ou semi-anéchoïque dans un environnement d’essai et pour déterminer les limites spatiales de cet
espace anéchoïque ou semi-anéchoïque.
La performance d’un champ acoustique libre est évaluée en quantifiant les contributions des composantes à
la fois directes et réfléchies de l’énergie acoustique.
La réduction spatiale de la pression acoustique émise par la source sonore utilisée pour l’essai doit être
comparée à la réduction qui se produirait dans un champ acoustique libre idéal.
5.1.2 Appareils et équipements de mesure
5.1.2.1 Généralités
Les appareils de mesure du niveau de pression acoustique, y compris le microphone et le câble, doivent être utilisés
dans la limite des erreurs de linéarité spécifiées pour un sonomètre de Catégorie 1 conformément à la CEI 61672-1.
Le microphone doit être essentiellement omnidirectionnel (en tenant compte de tout équipement accessoire
éventuellement connecté, tel que la grille de protection et le dispositif de fixation).
Pour les mesurages en bandes de tiers d’octave, les filtres utilisés doivent satisfaire aux exigences applicables
aux filtres de Catégorie 1 telles que spécifiées dans la CEI 61260.
NOTE Pour les mesurages au-dessus de 5 kHz, cette méthode nécessite normalement un microphone de diamètre
[1]
équivalent ou inférieur à celui d’un microphone de type WS2F.
5.1.2.2 Source sonore utilisée pour l’essai
Une source sonore approximant une source ponctuelle sur la plage de fréquences concernée doit être utilisée
pour les mesurages de qualification. La source doit:
a) être compacte et dotée de propriétés acoustiques telles que l’emplacement de son centre acoustique est
connu pour être situé suffisamment près du point d’origine des trajets microphoniques spécifiés en 5.1.3.2,
afin de permettre l’ajustement du niveau de pression acoustique en fonction de la distance sans devoir
ajuster le centre acoustique de la source;
b) être en conformité avec les critères de directivité donnés dans le Tableau B.1, lorsqu’elle est mesurée selon
la procédure décrite à l’Annexe B, de façon à s’assurer qu’elle rayonne de l’énergie dans toutes les directions;
c) être capable de générer une puissance acoustique suffisante sur la plage de fréquences concernée pour
produire des niveaux de pression acoustique supérieurs d’au moins 6 dB aux niveaux de bruit de fond à
tous les points de chaque trajet microphonique, ou pendant que le microphone se déplace dans le cas de
[13]
systèmes à déplacement continu ; et
d) être à haute stabilité, afin que la puissance acoustique rayonnée (due à la source et aux composants
électroniques de génération de signaux et d’amplification associés), telle que mesurée par un microphone
de contrôle placé en une position arbitraire fixe dans l’environnement d’essai, ne varie pas de façon
significative à la fréquence de mesurage pendant le temps nécessaire pour effectuer les mesurages
pour chaque trajet microphonique. Si la stabilité de la source varie de plus de ± 0,2 dB, le microphone de
contrôle doit alors être utilisé pour appliquer une correction, conformément à l’équation suivante:
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ISO 26101:2012(F)
′
LL= −+LL (1)
pi pi pi,,refrp,,ef 0
où
est le niveau de pression acoustique corrigé au point de mesurage i, exprimé en décibels (dB);
L
pi
′ est le niveau de pression acoustique mesuré au point de mesurage i, exprimé en décibels (dB);
L
pi
L est le niveau de pression acoustique mesuré par le microphone de contrôle à l’emplacement de
pi,,ref
référence du point de mesurage i, exprimé en décibels (dB);
L est le niveau de pression acoustique mesuré par le microphone de contrôle à l’emplacement de
p,,ref0
référence du point de mesurage initial 0, exprimé en décibels (dB).
Puisque, en général, au moins deux sources peuvent être nécessaires pour couvrir la totalité de la plage de
fréquences concernée, les exigences ci-dessus doivent être satisfaites pour chaque source dans la plage de
fréquences qui lui est associée.
NOTE Il est possible d’estimer la position du centre acoustique d’une source en l’évaluant dans un espace anéchoïque
dont on sait déjà qu’il satisfait aux exigences de l’Annexe A.
Il convient de
— s’assurer que les niveaux de pression acoustique sont supérieurs de 6 dB, et de préférence de 15 dB, aux
niveaux de bruit de fond;
— positionner le microphone de contrôle avec soin pour éviter toute interférence acoustique avec le
mécanisme de déplacement pouvant affecter les résultats;
— s’assurer que les variations dues aux conditions atmosphériques pendant la durée du trajet ne sont pas
confondues avec celles liées à la stabilité de la source.
5.1.3 Emplacement des sources sonores utilisées pour l’essai et des trajets microphoniques
5.1.3.1 Emplacement de la source sonore utilisée pour l’essai
Les documents de référence peuvent spécifier le ou les emplacements de source sonore à utiliser afin de
qualifier l’espace en tant qu’anéchoïque ou semi anéchoïque.
En l’absence d’exigences spécifiques applicables à l’emplacement de la source sonore dans un document
de référence, les exigences stipulées dans l’Annexe A doivent être utilisées pour qualifier des espaces
anéchoïques et semi-anéchoïques à des fins de mesurages acoustiques généraux.
Il convient de placer la source sonore selon une orientation déterminée et de conserver cette orientation pour
tous les trajets microphoniques.
Un environnement peut être qualifié pour plus d’un emplacement de source.
5.1.3.2 Trajets microphoniques
Les trajets microphoniques doivent permettre de caractériser et de qualifier les espaces anéchoïques ou semi-
anéchoïques pour les types de mesurages acoustiques à effectuer dans l’environnement d’essai. Le point
d’origine de chaque trajet microphonique doit se trouver dans les limites du volume physique occupé par la
source sonore utilisée pour l’essai.
Les documents de référence peuvent spécifier les trajets microphoniques à utiliser pour qualifier l’espace
anéchoïque ou semi-anéchoïque.
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En l’absence d’exigences spécifiques applicables aux trajets microphoniques dans un document de référence,
les exigences stipulées dans l’Annexe A doivent être utilisées pour qualifier des espaces anéchoïques ou
semi-anéchoïques à des fins de mesurages acoustiques généraux.
Il convient d’éviter soigneusement toute réflexion acoustique par le système supportant le microphone.
5.1.4 Procédure d’essai
5.1.4.1 Largeur de bande de qualification
Les mesurages de qualification de l’espace anéchoïque ou semi-anéchoïque doivent être effectués en utilisant
une largeur de bande représentative des caractéristiques spectrales du type de source à mesurer ou à évaluer.
Il est admis de procéder à la qualification par fréquences discrètes en utilisant une source qui génère un ou
des bruits à composantes discrètes ou à l’aide d’une source de bruit à large bande et d’un système de mesure
[13]
capable de mesurer des fréquences discrètes, comme un analyseur FFT .
Il est permis d’effectuer la qualification en large bande en utilisant une source d’essai qui génère du bruit à
large bande et un système de mesure pourvu de filtres d’un tiers d’octave.
Les documents de référence peuvent spécifier la largeur de bande pour les mesurages de qualification.
En l’absence d’exigences spécifiques applicables à la largeur de bande dans un document de référence, les
exigences de l’Annexe A doivent être appliquées pour la sélection de la largeur de bande de mesurage de
qualification appropriée à l’usage visé.
5.1.4.2 Génération sonore
Il est permis d’utiliser la source décrite en 5.1.2.2 avec un signal d’essai composé de sons purs, de sons purs
multiples, de bruit à largeur de bande limitée ou de bruit à large bande.
Si des sons purs ou des sons purs multiples sont utilisés pour la qualification par fréquences discrètes, le
signal mesuré à la suite de tout filtrage ne doit pas contenir d’énergie aux fréquences n’étant pas en cours de
caractérisation, c’est-à-dire situées à moins de 15 dB des fréquences en cours de caractérisation. Si du bruit
à large bande est utilisé comme signal d’essai pour une qualification soit en large bande, soit en fréquences
discrètes, le signal d’essai doit alors être constitué soit d’un bruit aléatoire, soit de signaux d’essai à large
bande dérivés d’un bruit aléatoire.
En l’absence d’exigences spécifiques applicables au signal d’essai dans un document de référence, les
exigences stipulées dans l’Annexe A doivent être appliquées pour la sélection du signal d’essai approprié pour
la qualification d’espaces anéchoïques ou semi-anéchoïques pour l’usage visé.
NOTE L’utilisation d’un mélange de sons purs espacés de plus d’un tiers d’octave peut s’avérer bien plus rapide que
celle de trajets séquentiels, chacun associé à un son pur spécifique.
En cas d’utilisation de sons purs ou de sons purs mélangés, il convient de prendre soin d’éviter les phénomènes
de distorsion dus à des niveaux sonores excessifs.
5.1.4.3 Mesurage du niveau de pression acoustique
Les niveaux de pression acoustique doivent être mesurés à l’aide de filtres de bande d’une fraction d’octave
ou par analyse FFT.
Le microphone doit être déplacé le long des trajets décrits en 5.1.3.2 pour chaque signal d’essai. Le mesurage
du niveau de pression acoustique doit être effectué en partant, au maximum, à un quart de la longueur d’onde
(correspondant à la fréquence la plus basse à qualifier) du point d’origine du trajet, en se déplaçant sur au
moins la moitié de la longueur d’onde (correspondant à la fréquence la plus basse à qualifier) et en poursuivant
jusqu’à la limite hypothétique de l’espace anéchoïque ou semi-anéchoïque à qualifier.
Les niveaux de pression acoustique doivent être mesurés le long de chaque trajet microphonique en utilisant
des points de mesure équidistants pour chaque fréquence. Les documents de référence peuvent spécifier
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l’espacement maximal des points de mesure afin de qualifier l’espace anéchoïque ou semi-anéchoïque pour
l’usage visé.
En l’absence d’exigences spécifiques applicables à la résolution spatiale des points de mesure, les exigences
stipulées dans l’Annexe A doivent être utilisées pour qualifier des espaces anéchoïques et semi-anéchoïques
à des fins de mesurages acoustiques généraux.
Pour les mesurages en fréquences discrètes à l’aide de signaux composés de sons purs, il est également
permis de déplacer le microphone de façon lente et continue le long de la trajectoire et d’enregistrer les niveaux
[13]
de pression acoustique . Il convient ensuite de représenter le niveau de pression acoustique en fonction de
la distance en appliquant les principes d’échantillonnage spatial relatifs aux mesurages discrets.
En cas d’utilisation de signaux d’essai à large bande, il convient que les temps de mesure soient d’une durée
suffisante pour atteindre des niveaux stables.
5.1.5 Expression des résultats
5.1.5.1 Méthode de calcul
5.1.5.1.1 Généralités
Les niveaux de pression acoustique mesurés sont comparés à l’affaiblissement théorique du niveau de pression
acoustique selon la loi de l’inverse du carré de la distance en champ acoustique libre.
5.1.5.1.2 Équation pour l’estimation des niveaux de pression acoustique sur la base de la loi de
l’inverse du carré de la distance
À partir des niveaux de pression acoustique mesurés aux positions spécifiées en 5.1.4.3, l’estimation des
niveaux de pression acoustique basée sur la loi de l’inverse du carré de la distance doit être faite pour chaque
trajet de mesure à l’aide de l’équation suivante:
r
i
Lr() =−b 20lg dB (2)
pi
r
0
où
L (r ) est le niveau de pression acoustique à la distance r estimé par la loi de l’inverse du carré de la
p i i
distance, exprimé en décibels (dB);
r est la distance entre le point de mesure i et le centre acoustique de la source sonore, exprimée
i
en mètres (m);
r est la valeur de référence, r = 1 m;
0 0
b est un paramètre qui est ajusté pour optimiser l’adaptation des niveaux de pression acoustique
dans la plage de tolérance afin de maximiser la distance qualifiée à partir de la source sonore
utilisée pour l’essai.
En cas d’utilisation d’un déplacement continu, un enregistrement «analogique» du niveau rapporté à la distance
est obtenu. Pour utiliser les équations décrites dans cet article, les niveaux de pression acoustique en un
grand nombre de points régulièrement espacés doivent être dérivés des données enregistrées. Le choix de
l’espacement des points doit être basé sur les critères énoncés en 5.1.4.3.
NOTE 1 Un processus itératif peut être utilisé pour déterminer b; une valeur initiale est donnée par l’équation suivante:
N N
r
i
20lg dB+ L
∑ ∑ pi
r
0
i=1 i=1
b = (3)
N
où
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L est le niveau de pression acoustique (corrigé de la stabilité de la source) mesuré au point i, exprimé
pi
en décibels (dB);
N est le nombre de points de mesure le long du trajet.
NOTE 2 Sur les trajets longs, et notamment en haute fréquence, l’absorption par l’air peut ne pas être négligeable et
il peut être nécessaire de corriger le niveau de pression acoustique mesuré pour tenir compte de l’absorption du son par
[4]
l’atmosphère, conformément à l’ISO 9613-1 . Par exemple, l’absorption atmosphérique peut être de 0,3 dB/m à 10 kHz.
5.1.5.1.3 Écarts par rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance
À partir de l’estimation des niveaux de pression acoustique sur la base de la loi de l’inverse du carré de la
distance, l’écart de niveau de pression acoustique mesuré par rapport à cette loi est déterminé à chaque point
de mesure à l’aide de l’équation suivante:
ΔLL=− Lr (4)
()
pi pi pi
où
est l’écart par rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance, exprimé en décibels;
ΔL
pi
L est le niveau de pression acoustique (corrigé de la stabilité de la source) mesuré au point i,
pi
exprimé en décibels.
5.1.6 Incertitude de mesure
L’incertitude des résultats obtenus à partir de mesurages effectués conformément à la présente Norme
internationale doit être évaluée de préférence en conformité avec le Guide pour l’expression de l’incertitude de
mesure (Guide ISO/CEI 98-3). L’incertitude élargie ainsi que le facteur de couverture correspondant pour un
intervalle de confiance déclaré de 95 % tel que défini dans le Guide ISO/CEI 98-3 doivent être indiqués. Des
lignes directrices relatives à la détermination de l’incertitude élargie sont données dans l’Annexe C.
5.2 Informations à consigner
Les informations suivantes doivent être consignées pour les mesurages effectués conformément à la présente
Norme internationale:
a) date et heure des mesurages;
b) personne responsable des mesurages et des calculs;
c) description de l’environnement à qualifier, notamment ses dimensions, et description du traitement
physique des murs, du plafond et du plancher;
d) croquis montrant l’emplacement de la source sonore utilisée pour l’essai et de toutes particularités et
non-uniformités;
e) température de l’air en degrés Celsius, humidité relative en pourcentage et pression barométrique en pascals;
f) équipement utilisé pour les mesurages, notamment le nom, le type, le numéro de série et le fabricant;
g) source(s) sonore(s) utilisée(s) pour l’essai;
h) position du centre acoustique de chaque source sonore utilisée pour l’essai;
i) identification claire des trajets microphoniques utilisés pour l’essai;
j) emplacement et orientation des trajets microphoniques, plans réfléchissants éventuels, surfaces limites et
centre acoustique présumé de la source (un croquis doit être joint si nécessaire);
k) pour chaque trajet, emplacement de départ par rapport à la source, et longueur du trajet;
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l) signal ou signaux d’essai et largeur de bande de mesure;
m) plage de fréquences concernée (voir 3.7);
n) pour chaque trajectoire, nombre de points de mesure et temps d’intégration moyen à chaque point de mesure,
ou, en cas de mesurages continus, vitesse de déplacement et temps de réponse de l’appareil de mesure;
o) tableau ou graphique des niveaux de pression acoustique ou des écarts par rapport à la loi de l’inverse du
carré de la distance, sur la plage de fréquences concernée, et position par rapport à la source, mesurée
le long de chaque trajet;
p) critères de qualification relatifs aux écarts admissibles par rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance;
q) dimensions et emplacement de l’espace anéchoïque ou semi-anéchoïque qualifié conformément aux
exigences stipulées dans le document de référence ou dans l’Annexe A, selon le cas.
5.3 Informations à faire figurer dans le rapport d’essai
Les informations suivantes doivent être rapportées pour les mesurages effectués conformément à la présente
Norme internationale:
a) date et heure des mesurages;
b) description de l’environnement à qualifier, notamment les dimensions, et description du traitement physique
des murs, du plafond et du plancher;
c) description des appareils de mesure utilisés;
d) description de la ou des sources sonores utilisées pour l’essai, avec une déclaration stipulant que la
directivité de la ou des sources est en conformité avec la présente Norme internationale;
e) signal ou signaux d’essai et largeur de bande de mesure;
f) plage de fréquences concernée (voir 3.7);
g) identification claire des trajets microphoniques et de l’emplacement de la ou des sources utilisées pour l’essai;
h) critères de qualification relatifs aux écarts admissibles par rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance;
i) dimensions et emplacement de l’espace anéchoïque ou semi-anéchoïque qualifié conformément aux
exigences stipulées dans le document de référence ou dans l’Annexe A, selon le cas;
j) résultats des mesurages de la perte par divergence du niveau de pression acoustique ou des écarts par
rapport à la loi de l’inverse du carré de la distance rapportés à la distance;
k) indication de l’incertitude de mesure;
l) déclaration indiquant que l’environnem
...
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