ISO 5114-1:2024
(Main)Acoustics — Determination of uncertainties associated with sound emission measures — Part 1: Sound power levels determined from sound pressure measurements
Acoustics — Determination of uncertainties associated with sound emission measures — Part 1: Sound power levels determined from sound pressure measurements
This document gives guidance on the determination of measurement uncertainties of sound power levels determined according to ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3744, ISO 3745, ISO 3746, ISO 3747 or according to a noise test code based on one of these measurement standards.
Acoustique — Détermination des incertitudes associées aux mesurages de l’émission sonore — Partie 1: Niveaux de puissance acoustique déterminés à partir des mesurages de pression acoustique
Le présent document fournit des recommandations pour la détermination des incertitudes de mesure des niveaux de puissance acoustique déterminés conformément à l’ISO 3741, l’ISO 3743-1, l’ISO 3743-2, l’ISO 3744, l’ISO 3745, l’ISO 3746, l’ISO 3747 ou un code d’essai acoustique fondé sur l’une de ces normes de mesure.
General Information
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 5114-1
First edition
Acoustics — Determination of
2024-06
uncertainties associated with sound
emission measures —
Part 1:
Sound power levels determined
from sound pressure measurements
Acoustique — Détermination des incertitudes associées aux
mesurages de l’émission sonore —
Partie 1: Niveaux de puissance acoustique déterminés à partir des
mesurages de pression acoustique
Reference number
© ISO 2024
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or ISO’s member body in the country of the requester.
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 General concept to describe the uncertainty of measured sound power levels . 2
5 Determination of σ .3
omc
Determination of σ by round robin tests .4
R0
Detailed uncertainty budget to determine σ .6
R0
Determination of σ .7
tot
Annex A (informative) Detailed uncertainty budget for sound power determinations in
(approximated) free fields according to the direct enveloping method . 9
Annex B (informative) Detailed uncertainty budget for sound power determinations in
(approximated) diffuse fields according to the direct method . 17
Annex C (informative) Detailed uncertainty budget for sound power determinations using a
reference sound source .22
Bibliography .26
iii
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise, in
collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 211,
Acoustics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
An assessment of uncertainties that is comprehensible and close to reality is indispensable for reporting
and using measured sound power levels. Uncertainties are determined following the principles of
ISO/IEC Guide 98-3. This Guide specifies a detailed procedure for uncertainty evaluation that is based upon
a mathematical model of the measurement. The detailedness of the model can vary from the mere analysis
of the statistical spread of measured sound power levels up to an exhaustive characterisation of all relevant
physical phenomena. Different such models are described by this document.
v
International Standard ISO 5114-1:2024(en)
Acoustics — Determination of uncertainties associated with
sound emission measures —
Part 1:
Sound power levels determined from sound pressure
measurements
1 Scope
This document gives guidance on the determination of measurement uncertainties of sound power levels
determined according to ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3744, ISO 3745, ISO 3746, ISO 3747 or
according to a noise test code based on one of these measurement standards.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
measurement result
value attributed to a particular quantity, obtained by following the complete set of instructions given in a
measurement procedure (the measured value), together with measurement uncertainty
Note 1 to entry: The measurement result can be expressed in terms of a sound power level in octave bands, one-third
octave bands or an A-weighted sound power level.
3.2
measurement uncertainty
parameter, associated with the result of a measurement, that characterizes the dispersion of the values that
can reasonably be attributed to the particular quantity subject to measurement
3.3
expanded uncertainty
U
quantity defining an interval about the result of a measurement that is expected to encompass a large
fraction of the distribution of values that can reasonably be attributed to the particular quantity subject to
measurement
3.4
coverage factor
k
numerical factor used as a multiplier of the measurement uncertainty in order to obtain an expanded
uncertainty (3.3)
3.5
repeatability condition
condition of measurement that includes same measurement procedure; same observer; same measuring
instrument; same location; and repetition over a short period of time
3.6
reproducibility condition
condition of measurement that includes different laboratories, operators, measuring systems, and replicate
measurements on the same or similar objects
3.7
standard deviation of reproducibility of the method
σ
R0
standard deviation of measured values obtained under reproducibility conditions (3.6) using a specified method
Note 1 to entry: In statistics, it is usually distinguished between the standard deviation of the basic population σ and
the empirical standard deviation derived from a sample s. Despite this, the symbol σ is used for all standard deviations
in this document to be in line with other standards on sound emission.
3.8
standard deviation for the operating and mounting conditions
σ
omc
standard deviation of measured values caused by variations of operating and mounting conditions
3.9
total standard deviation
σ
tot
standard deviation of measured values obtained under reproducibility conditions (3.6)
4 General concept to describe the uncertainty of measured sound power levels
The uncertainties of sound power levels, uL , in decibels, determined in accordance with the International
()
W
Standard used (ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3744, ISO 3745, ISO 3746 or ISO 3747) are estimated by
the total standard deviation, in decibels, given by Formula (1):
uL() = σ (1)
W tot
This standard deviation is expressed by the standard deviation of reproducibility of the method, σ , in
R0
decibels, and the standard deviation for the operating and mounting conditions, σ , in decibels, describing
omc
the uncertainty due to the instability of the operating and mounting conditions of the noise source under
test in accordance with Formula (2):
σσ=+σ (2)
tot0R omc
Formula (2) shows that variations of operating and mounting conditions expressed by σ should be taken
omc
into account before a measurement procedure with a certain grade of accuracy (characterized by σ ) is
R0
selected for a specific machine family. The standard deviation σ includes all uncertainty due to conditions
R0
and situations allowed by the International Standard used (different radiation characteristics of the noise
source under test, different instrumentation, different implementations of the measurement procedure),
except that due to instability of the sound power of the noise source under test. The latter is considered
separately by σ .
omc
Values for the standard deviation σ may be derived from dedicated round robin tests (see Clause 6) or by
R0
using the mathematical modelling approach (see Clause 7). They should be given in noise test codes specific
to machinery families.
NOTE 1 If different measurement procedures offered by ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3744, ISO 3745,
ISO 3746 or ISO 3747 are used, systematic numerical deviations (biases) can additionally occur.
Derived from σ , the expanded measurement uncertainty, UL , in decibels, shall be calculated from
()
tot W
Formula (3):
UL()=kσ (3)
W tot
The expanded measurement uncertainty depends on the confidence level that is desired. For a normal
distribution of measured values, there is a 95 % confidence level that the true value lies within the range
LU+ to LU− . This corresponds to a coverage factor of k= 2 . If the purpose of determining the
() ()
W W
sound power level is to compare the result with a limit value, it can be more appropriate to apply the coverage
factor for a one-sided normal distribution. In that case, the coverage factor k=16, corresponds to a 95 %
confidence level.
NOTE 2 The expanded uncertainty, as described in this document, does not include the standard deviation of
[18]
production which is used in ISO 4871 for the purpose of making a noise declaration for batches of machines.
5 Determination of σ
omc
The standard deviation for the operating and mounting conditions σ which describes the uncertainty
omc
associated with the instability of the operating and mounting conditions for the particular noise source
under test shall be taken into account when determining the measurement uncertainty. It is determined
from repeated measurements carried out on the same source at the same location by the same persons,
using the same measuring instruments and the same measurement position(s). To determine σ , sound
omc
pressure level measurements are repeated either at the single microphone position associated with the
highest sound pressure level, or at multiple microphone positions. These positions shall be distributed on an
enveloping surface in approximated hemi-free fields or in a volume in approximated diffuse fields.
Measurements are then corrected for background noise. Background noise
...
Norme
internationale
ISO 5114-1
Première édition
Acoustique — Détermination
2024-06
des incertitudes associées aux
mesurages de l’émission sonore —
Partie 1:
Niveaux de puissance acoustique
déterminés à partir des mesurages
de pression acoustique
Acoustics — Determination of uncertainties associated with
sound emission measures —
Part 1: Sound power levels determined from sound pressure
measurements
Numéro de référence
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Concept général pour décrire l’incertitude des niveaux de puissance acoustique mesurés . 2
5 Détermination de σ . 3
omc
6 Détermination de σ par des essais interlaboratoires . 4
R0
7 Budget d’incertitude détaillé pour déterminer σ . 7
R0
8 Détermination de σ . 7
tot
Annexe A (informative) Budget d’incertitude détaillé pour les déterminations de la puissance
acoustique en champ libre (estimé) selon la méthode directe des surfaces enveloppantes . 9
Annexe B (informative) Budget d’incertitude détaillé pour les déterminations de la puissance
acoustique en champ diffus (estimé) selon la méthode directe.18
Annexe C (informative) Budget d’incertitude détaillé pour les déterminations de la puissance
acoustique en utilisant une source sonore de référence .23
Bibliographie .28
iii
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 (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de tout
droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO avait pas reçu
notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/patents.
L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruit,
en collaboration avec le comité technique CEN/TC 211, Acoustique, du Comité européen de normalisation
(CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
Pour rendre compte et utiliser les niveaux de puissance acoustique mesurés, il est indispensable d’évaluer
les incertitudes d’une façon compréhensible et proche de la réalité. Les incertitudes sont déterminées selon
les principes du Guide ISO/IEC 98-3 qui spécifie une méthode détaillée pour leur évaluation, fondée sur
un modèle mathématique du mesurage. Le niveau de détail du modèle peut aller de la simple analyse de la
dispersion statistique des niveaux de puissance acoustique mesurés jusqu’à une caractérisation exhaustive
de tous les phénomènes physiques pertinents. Différents modèles de ce type sont décrits par le présent
document.
v
Norme internationale ISO 5114-1:2024(fr)
Acoustique — Détermination des incertitudes associées aux
mesurages de l’émission sonore —
Partie 1:
Niveaux de puissance acoustique déterminés à partir des
mesurages de pression acoustique
1 Domaine d’application
Le présent document fournit des recommandations pour la détermination des incertitudes de mesure des
niveaux de puissance acoustique déterminés conformément à l’ISO 3741, l’ISO 3743-1, l’ISO 3743-2, l’ISO 3744,
l’ISO 3745, l’ISO 3746, l’ISO 3747 ou un code d’essai acoustique fondé sur l’une de ces normes de mesure.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
résultat d’un mesurage
valeur attribuée à une grandeur particulière, obtenue en suivant le jeu complet d’instructions fournies dans
une méthode de mesure (la valeur mesurée) et associée à une incertitude de mesure
Note 1 à l'article: Le résultat d’un mesurage peut être exprimé en termes de niveau de puissance acoustique dans des
bandes d’octave ou de tiers d’octave, ou de niveau de puissance acoustique pondéré A.
3.2
incertitude de mesure
paramètre associé au résultat d’un mesurage, qui caractérise la dispersion des valeurs qui peuvent
raisonnablement être attribuées à la grandeur particulière qui fait l’objet du mesurage
3.3
incertitude élargie
U
grandeur définissant un intervalle autour du résultat d’un mesurage, dont il est attendu qu’il comprenne
une fraction élevée de la distribution des valeurs qui peuvent être raisonnablement attribuées à la grandeur
particulière faisant l’objet du mesurage
3.4
facteur d’élargissement
k
facteur numérique utilisé comme multiplicateur de l’incertitude de mesure pour obtenir une incertitude
élargie (3.3)
3.5
condition de répétabilité
condition de mesure comprenant un même mode opératoire de mesure; un même observateur; un même
instrument de mesure; un même lieu; et une répétition sur un court laps de temps
3.6
condition de reproductibilité
condition de mesure qui comprend des laboratoires, des opérateurs et des systèmes de mesure différents,
ainsi que des mesurages répétés sur le même objet ou des objets similaires
3.7
écart-type de reproductibilité de la méthode
σσ
R0
écart-type des valeurs mesurées obtenues dans des conditions de reproductibilité (3.6) en utilisant une
méthode spécifiée
Note 1 à l'article: En statistique, une distinction est généralement faite entre l’écart-type de la population de base σ et
l’écart-type empirique déduit d’un échantillon s. Malgré cette distinction, le symbole σ est utilisé pour tous les écarts-
types dans le présent document, par souci de conformité aux autres normes d’émission sonore.
3.8
écart-type pour les conditions de montage et de fonctionnement
σσ
omc
écart-type des valeurs mesurées dû aux variations des conditions de montage et de fonctionnement
3.9
écart-type total
σσ
tot
écart-type des valeurs mesurées obtenues dans des conditions de reproductibilité (3.6)
4 Concept général pour décrire l’incertitude des niveaux de puissance
acoustique mesurés
Les incertitudes des niveaux de puissance acoustique, uL() , en décibels, déterminés conformément à la
W
Norme internationale utilisée (ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3744, ISO 3745, ISO 3746 ou ISO 3747),
sont estimées par l’écart-type total, en décibels, donné par la Formule (1):
uL =σ (1)
()
W tot
Cet écart-type est exprimé par l’écart-type de reproductibilité de la méthode, σ , en décibels, et l’écart-
R0
type pour les conditions de montage et de fonctionnement, σ , en décibels, qui décrit l’incertitude due à
omc
l’instabilité des conditions de montage et de fonctionnement de la source de bruit soumise à essai selon la
Formule (2):
σσ=+σ (2)
totoR0 mc
La Formule (2) montre qu’il convient de tenir compte des variations des conditions de montage et de
fonctionnement exprimées par σ , avant qu’une méthode de mesure ayant une classe de précision
omc
particulière (caractérisée par σ ) soit sélectionnée pour une famille de machines spécifique. L’écart-type
R0
σ couvre toute l’incertitude due aux conditions et situations autorisées par la Norme internationale
R0
utilisée (différences au niveau des caractéristiques de rayonnement de la source de bruit soumise à essai,
des instruments de mesure et des mises en œuvre de la méthode de mesure), excepté l’incertitude due à
l’instabilité de la puissance acoustique de la source de bruit soumise à essai. Cette dernière est prise en
compte séparément par σ .
omc
Des valeurs relatives à l’écart-type σ peuvent être dérivées d’essais interlaboratoires dédiés (voir
R0
l’Article 6) ou obtenues en utilisant l’approche de modélisation mathématique (voir l’Article 7). Il convient
que ces valeurs soient indiquées dans les codes d’essai acoustique spécifiques aux familles de machines.
NOTE 1 Si d’autres méthodes de mesure que celles proposées par l’ISO 3741, l’ISO 3743-1, l’ISO 3743-2, l’ISO 3744,
l’ISO 3745, l’ISO 3746 ou l’ISO 3747 sont utilisées, des écarts numériques systématiques (biais) peuvent également
apparaître.
Déduite de σ , l’incertitude de mesure élargie, UL(), en décibels, doit être calculée à partir de la
tot W
Formule (3):
UL()=kσ (3)
W tot
L’incertitude de mesure élargie dépend du niveau de confiance souhaité. Pour une distribution normale des
valeurs mesurées, il y a 95 % de chances que la valeur vraie se situe dans la plage ()LU+ à ()LU− , ce
W W
qui correspond à un facteur d’élargissement de k= 2 . Si l’objectif de la détermination du niveau de puissance
acoustique est d’en comparer le résultat avec une valeur limite, il peut s’avérer plus approprié d’appliquer le
facteur d’élargissement pour une distribution normale unilatérale. Dans ce cas, le facteur d’élargissement
k=16, correspond à un niveau de confiance de 95 %.
NOTE 2 L’incertitude de mesure élargie décrite dans le présent document n’inclut pas l’écart-type de production
[18]
utilisé dans l’ISO 4871 pour déclarer le bruit de lots de machines.
5 Détermination de σ
omc
L
...
Questions, Comments and Discussion
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