ISO 3741:1999
(Main)Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for reverberation rooms
Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for reverberation rooms
Acoustique — Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit à partir de la pression acoustique — Méthodes de laboratoire en salles réverbérantes
La présente Norme internationale ne permet pas de déterminer la directivité ni la variation temporelle du son émis par une source.Le domaine de fréquences représentatif comprend en règle générale les bandes de tiers d'octave de fréquences médianes 100 Hz à 10 000 Hz. Les principes directeurs pour l'application des méthodes spécifiées à une plage de fréquences étendue vers les basses fréquences, sont donnés à l'annexe F. La présente Norme internationale ne s'applique pas aux gammes de fréquences situées au-delà de la bande de tiers d'octave centrée sur 10 000 Hz. Pour les fréquences plus élevées, il est recommandé d'employer l'une des méthodes de l'ISO 9295.La méthode spécifiée dans la présente Norme internationale est applicable aux bruits stables, à large bande, à bande étroite et à composantes tonales, tels que décrits dans l'ISO 12001. Le bruit peut être émis par un dispositif, une machine, un composant ou un sous-ensemble.La présente Norme internationale est applicable aux sources de bruit dont le volume ne dépasse pas, de préférence, 2 % de celui de la salle réverbérante utilisée pour l'essai. Lorsque les sources sont plus volumineuses, les écarts-types mentionnés au Tableau 2 peuvent être dépassés.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3741
Third edition
1999-08-01
Acoustics — Determination of sound power
levels of noise sources using sound
pressure — Precision methods for
reverberation rooms
Acoustique — Détermination des niveaux de puissance acoustique émis
par les sources de bruit à partir de la pression acoustique — Méthodes de
laboratoire en salles réverbérantes
A
Reference number
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Contents
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Measurement uncertainty .4
5 Acoustic environment .6
5.1 General .6
5.2 Volume and shape of test room.6
5.3 Requirements for absorption of test room .6
5.4 Requirements for background noise level.6
5.5 Requirements for temperature, humidity and pressure.7
6 Instrumentation .7
6.1 General .7
6.2 Calibration.7
7 Installation and operation of source under test .8
7.1 General .8
7.2 Source location.8
7.3 Source mounting .8
7.4 Auxiliary equipment.9
7.5 Operation of source during test.9
8 Sound pressure measurements and sound power determination.9
8.1 Initial measurements .9
8.2 Additional measurements.14
8.3 Determination of average sound pressure level in the test room .14
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International Organization for Standardization
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Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
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8.4 Determination of the sound power level of the sound source . 14
8.5 Determination of A-weighted sound power level of the source . 16
9 Information to be recorded . 16
9.1 Noise sources under test. 16
9.2 Acoustical environment . 17
9.3 Instrumentation . 17
9.4 Acoustical data. 17
10 Information to be reported. 17
Annex A (normative) Room qualification procedure for the measurement of
discrete-frequency components . 18
Annex B (informative) Guidelines for the design of rotating diffusing vanes . 23
Annex C (informative) Extension for frequencies below 100 Hz . 24
Annex D (informative) Guidelines for the design of reverberation rooms . 25
Annex E (normative) Test room qualification procedure for the measurement of broad-band sound. 27
(normative)
Annex F Procedure for calculating octave band sound power levels and an A-weighted
sound power level from one-third-octave band sound power levels. 29
Bibliography. 31
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ISO 3741:1999(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 3.
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.
International Standard ISO 3741 was prepared by Technical Committee ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1,
Noise.
This third edition of ISO 3741 cancels and replaces ISO 3741:1988 and ISO 3742:1988, which have been
technically revised and amalgamated.
Annexes A, E and F form a normative part of this International Standard. Annexes B, C and D are for information
only.
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0 Introduction
0.1 This International Standard is one of the ISO 3740 series, which specifies various methods for determining the
sound power levels of machines, equipment, and their sub-assemblies. When selecting one of the methods of the
ISO 3740 series, it is necessary to select the most appropriate for the conditions and purpose of the test. General
guidelines to assist in the selection are provided in ISO 12001 and ISO 3740. The ISO 3740 series gives only general
principles regarding the operating and mounting conditions of the machine or equipment under test. Reference should
be made to the noise test code for a specific type of machine or equipment, if available, for specifications on mounting
and operating conditions.
0.2 This International Standard specifies laboratory methods for determining the sound power radiated by sources as
a function of frequency, using a reverberation test room having specified acoustical characteristics. If a room having
these characteristics is not available, other documents of the series of basic standards with different environmental
requirements are offered (see Table 1 and ISO 3744 or ISO 9614).
In this International Standard, the computation of sound power from sound pressure measurements is based on the
premise that, for a source emitting a given sound power in the reverberation test room, the mean-square sound
2
pressure averaged in space and time, p , is directly proportional to the sound power and otherwise depends only on
the acoustical and geometric properties of the room and on the physical constants of air.
If a source emits narrow-band or discrete-frequency sound, a precise determination of the radiated sound power level
requires greater effort. The reasons are as follows:
a) the space/time-averaged sound pressure along a short microphone path, or as determined with an array of a small
number of microphones, is not always a good estimate of the space/time averaged mean-square pressure
throughout the room;
b) the sound power radiated by the sources is more strongly influenced by the normal modes of the room and by the
position of the source within the room.
If narrow bands of noise or discrete tones are emitted by a source, a determination of its sound power level in a
reverberation room requires either the optimization and qualification of the room and test set-up (see annex A) or the
use of a greater number of source locations and microphone positions (or greater path length for a moving
microphone). These numbers can be reduced by adding low frequency absorbers to decrease the reverberation time. It
is also helpful if one or more diffusers are rotating in the test room during the measurements. Guidelines for the design
of suitable rotating diffusers are given in annex B.
v
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ISO 3741:1999(E)
Table 1 — Overview of International Standards for determination of sound power levels of noise sources
under reverberation conditions giving different grades of accuracy
Parameter ISO 3741 ISO 3743-1 ISO 3743-2
Precision method Engineering method Engineering method
Grade 1 Grade 2 Grade 2
Test environment Reverberation room Hard-walled room Special reverberation test
room
3
Criteria for suitability of test Room volume, V, and V > 40 m and
environment reverberation time, T ,
rev
V > 40 V Specified requirements
Q
to be qualified
Sound absorption
coefficient a < 0,20
Special qualification
Volume of sound source V Preferably less than 2 % Preferably less than 2,5 % of test room volume
Q
of test room volume
Character of noise Steady, broad-band, Any, but no isolated bursts
narrow-band, discrete
frequencies
Limitation for background 10 dB 6 dB 4 dBDL >DL >DL >
noise
Number N of measuring N > 6 N > 3 N > 3
M M M M
positions
or a continuous or a continuous or a continuous
microphone traverse, microphone traverse, microphone traverse,
if appropriate if appropriate if appropriate
Instrumentation:
a) Sound level meter at a) type 1 according to IEC 61672
least complying with
b) Integrating sound level b) type 1 according to IEC 61672
meter at least
complying with
c) Frequency band filter c) class 1 according to IEC 61260
set at least complying
with
d) calibrator at least d) class 1 according to IEC 60942
complying with
Sound power levels to be In one-third-octave or In octave bands A-weighted and in octave
obtained octave bands bands
A-weighted (to be calculated)
Precision of method fors < 0,5 dBs < 1,5 dBs < 2,0 dB
R R R
determining L expressed
WA
as standard deviation of
reproducibility sR
(for sources which emit noise with a relatively "flat" spectrum)
vi
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INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 3741:1999(E)
Acoustics — Determination of sound power levels of noise
sources using sound pressure — Precision methods for
reverberation rooms
1 Scope
1.1 This International Standard specifies a direct method and a comparison method for determining the sound
power level that would be produced by a source operating in an environment at standard meteorological conditions
3
.
corresponding to a characteristic impedance of rc = 400 N s/m (where r is the density of air and c is the speed of
sound). It specifies test room requirements, source location and general rules for operating conditions,
instrumentation and techniques for obtaining an estimate of mean-square sound pressure levels from which the
sound power levels of the source in octave or one-third-octave bands are calculated with a grade 1 accuracy. The
quantities to be measured are time-averaged sound pressure levels in frequency bands. The quantities to be
determined are sound power levels, A-weighted and in frequency bands. Other quantities, which are optional, are
sound power levels with other frequency weightings calculated from the measurements in frequency bands. This
standard does not provide the means to determine directivity and temporal variation of sound from a source.
In general, the frequency range of interest includes the one-third-octave bands with midband frequencies from
100 Hz to 10 000 Hz. Guidelines for the application of the specified methods in an extended frequency range in
respect to lower frequencies are given in annex C. This International Standard is not applicable to frequency ranges
above the 10 000 Hz one-third-octave band. For higher frequencies the use of methods given in ISO 9295 is
recommended.
1.2 The method specified in this International Standard is suitable for steady noise with broad-band, narrow-band
and discrete-frequency components as described in ISO 12001. The noise may be emitted from a device, machine,
component or sub-assembly.
This International Standard is applicable to noise sources with volumes which are preferably not greater than 2 % of
the volume of the reverberation room used for the test. For sources with volumes greater than 2 % of the room
volume, the standard deviations given by Table 2 could be exceeded.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 354,
Acoustics — Measurement of sound absorption in a reverberation room.
ISO 4871, Acoustics — Declaration and verification of noise emission values of machinery and equipment.
ISO 6926, Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources — Requirements for the performance
and calibration of reference sound sources.
ISO 7574-1:1985, Acoustics — Statistical methods for determining and verifying stated noise emission values of
machinery and equipment — Part 1: General considerations and definitions.
1
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ISO 3741:1999(E)
ISO 7574-4:1985,
Acoustics — Statistical methods for determining and verifying stated noise emission values of
machinery and equipment — Part 4: Methods for stated values for batches of machines.
ISO 12001, Acoustics — Noise emitted by machinery and equipment — Rules for the drafting and presentation of a
noise test code.
IEC 60942, Sound calibrators.
IEC 61183, Electroacoustics — Random-incidence and diffuse-field calibration of sound level meters.
IEC 61260, Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters.
IEC 61672, Electroacoustics — Sound level meters.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
3.1
reverberation room
a test room meeting the requirements of this International Standard
3.2
reverberant sound field
that portion of the sound field in the test room over which the influence of sound received directly from the source is
negligible
3.3
sound pressure
p
fluctuating pressure superimposed on the static pressure by the presence of sound
NOTE 1 It is expressed in pascals.
NOTE 2 The magnitude of the sound pressure can be expressed in several ways, but for this International Standard only the
square root of the mean-square sound pressure over designated time and space is relevant.
3.4
mean-square sound pressure
2
p
sound pressure averaged in space and time on a mean-square basis
NOTE In practice, space/time-averaging over a finite path length or a fixed number of microphone positions as well as
2
deviations from the ideally reverberant sound field lead only to an estimate of p .
3.5
sound pressure level
L
p
ten times the logarithm to the base 10 of the ratio of the square of the sound pressure to the square of the reference
sound pressure
–5
NOTE Sound pressure levels are expressed in decibels. The reference sound pressure is 20 mPa (2 ´ 10 Pa).
2
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ISO 3741:1999(E)
3.5.1
time-averaged sound pressure level
L
peq,T
level of the time-averaged square of the sound pressure, expressed in decibels:
TØ2ø
1 pt()
ŒœL = 10 lg dt dB (1)
pTeq,
∫ 2
ŒTœp
0
º0ß
NOTE 1 Time-averaged sound pressure levels are expressed in decibels.
NOTE 2 In general, the subscripts "eq" and "T" are omitted since time-averaged sound pressure levels are necessarily
determined over a certain measurement time interval.
3.5.2
measurement time interval
portion or a multiple of an operational period or operational cycle for which the time-averaged sound pressure level
is determined
NOTE See 8.1.3.
3.6
sound power
W
rate per unit time at which airborne sound energy is radiated by a source
NOTE It is expressed in watts.
3.7
sound power level
L
W
ten times the logarithm to the base 10 of the ratio of the sound power radiated by the sound source under test to the
reference sound power
–12
NOTE 1 It is expressed in decibels. The reference sound power is 1 pW (10 W).
NOTE 2 For example, the A-weighted sound power level is L .
WA
3.8
background noise
noise from all sources other than the source under test
3.9
reference sound source
stable and steady source emitting constant broad-band noise with an adequate sound power level, performing and
calibrated in accordance with ISO 6926
3.10
reverberation time
T
rev
time or extrapolated time that would be required for the sound pressure level to decrease 60 dB if a sound source in
a space were stopped instantaneously
NOTE 1 It is expressed in seconds (s).
NOTE 2 In this International Standard, T is calculated in accordance with ISO 354 except that the reverberation time is
rev
extrapolated from the decay of the first 10 dB or 15 dB, denoted T and T respectively.
10 15
3
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ISO 3741:1999(E)
3.11
frequency range of interest
frequency range covered by the one-third-octave bands with mid-frequencies from 100 Hz to 10 000 Hz
NOTE This is the general case. For special purposes, the frequency range may be extended as low as 50 Hz provided
certain criteria are met (see annex C).
3.12
sound absorption coefficient
a
at a given frequency and for specified conditions, the fraction of incident sound power not reflected from a surface
calculated in accordance with ISO 354
3.13
equivalent absorption area
A
product of the surface area and its absorption coefficient
2
NOTE It is expressed in square metres (m ).
4 Measurement uncertainty
Measurements made in conformity with this International Standard tend to result in standard deviations of
reproducibility which are equal to or less than those given in Table 2. A single value of the sound power level of a
noise source determined according to the procedures of this International Standard is likely to differ from the true
value by an amount within the range of the measurement uncertainty. The uncertainty in determinations of the
sound power level arises from several factors which affect the results, some associated with environmental
conditions in the measurement laboratory and others with experimental techniques. If a particular noise source
were to be transported to each of a number of different laboratories, and if, at each laboratory, the sound power
level of that source were to be determined in accordance with this International Standard, the results would show a
scatter. The standard deviation of the measured levels could be calculated (see examples in ISO 7574-4:1985,
annex B) and would vary with frequency. With few exceptions, these standard deviations would not exceed those
listed in Table 2. The values given in Table 2 are standard deviations of reproducibility, s, as defined in
R
ISO 7574-1. The values of Table 2 take into account the cumulative effects of measurement uncertainty in applying
the procedures of this International Standard, but exclude variations in the sound power output caused by changes
in operating conditions (e.g. rotational speed, line voltage) or mounting conditions.
The measurement uncertainty depends on the standard deviation of reproducibility tabulated in Table 2 and on the
degree of confidence that is desired. As examples, for a normal distribution of sound power levels, there is a 90 %
confidence that the true value of the sound power level of a source lies within the range ± 1,645 s of the measured
R
value and a 95 % confidence that it lies within the range ± 1,96 s of the measured value. For further examples,
R
reference should be made to ISO 7574-4 and ISO 9296.
NOTE 1 The relationship between the standard deviation of reproducibility and the confidence level given in the ISO 7574 series
and ISO 9296 is valid for standard deviations which are less than or equal to 2 dB. For larger standard deviations the confidence
level associated with a given range will be lower. In general, however, the true value can be expected to fall within the range ± 3 sR
of the measured value.
NOTE 2 The largest sources of uncertainty, other than possible deviations from the theoretical model (direct method) and errors
in the calibration of the reference sound source (comparison method) in the test methods specified in this International Standard
are associated with inadequate sampling of the sound field and with variations in the acoustic coupling from the noise source to the
sound field (for different test rooms and for different positions within a test room). In any laboratory, it may be possible to reduce
measurement uncertainty by one or more of the following procedures:
a) use of multiple source locations;
b) improvement of spatial sampling of the sound field by increasing the number of microphone positions or the length of the
microphone traverse;
c) addition of low-frequency sound absorbers to improve modal overlap;
d) use of moving diffuser elements.
4
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ISO 3741:1999(E)
Table 2 — Estimated upper values of the standard deviations of reproducibility of sound power levels
determined in accordance with this International Standard
Band width Midband frequencies Upper values of standard
deviation of reproducibility
Hz dB
a
One-third-octave 100 to 160 3,0
200 to 315 2,0
400 to 5 000 1,5
6 300 to 10 000 3,0
a
Octave 125 2,5
250 1,5
500 to 4 000 1,0
8 000 2,0
b
A-weighted per annex E 0,5
a
Recommendations for frequencies below 100 Hz are given in annex C.
b
Applicable to a source which emits noise with a relatively "flat" spectrum in the frequency range 100 Hz to
10 000 Hz.
In addition, a large reverberation room may be used to reduce uncertainties at low frequencies although the precision of high-
frequency sound power level determinations may be degraded. Conversely, a small room may lead to reduced high-frequency
uncertainties but increased low-frequency uncertainties. Thus, if improved precision is needed, and if two reverberation rooms are
available, it may be desirable to carry out the low-frequency sound power level determinations in the larger room and high-
frequency determinations in the smaller room.
NOTE 3 If several laboratories use similar facilities and instrumentation, the results of sound power determinations on a given
source in those laboratories may be in better agreement than would be inferred by the standard deviations of Table 2.
NOTE 4 For a particular family of sound sources, of similar size with similar sound power spectra and similar operating
conditions, the standard deviations of reproducibility may be smaller than the values given in Table 2. Hence, a noise test code for
a particular type of machinery or equipment making reference to this International Standard may state standard deviations smaller
than those listed in Table 2, only if substantiation is available from the results of suitable interlaboratory tests.
NOTE 5 The standard deviations of reproducibility, as tabulated in Table 2, include the uncertainty associated with repeated
measurements on the same noise source under the same conditions (for standard deviation of repeatability, see ISO 7574-1). This
uncertainty is usually much smaller than the uncertainty associated with interlaboratory variability. However, if it is difficult to
maintain stable operating or mounting conditions for a particular source, the standard deviation of repeatability may not be small
compared with the values given in Table 2. In such cases, the fact that it was difficult to obtain repeatable sound power level data
on the source should be recorded and stated in the test report.
NOTE 6 The procedures of this International Standard and the standard deviations given in Table 2 are applicable to
measurements on an individual machine. Characterization of the sound power levels of batches of machines of the same family or
type involves the use of random sampling techniques in which confidence intervals are specified, and the results are expressed in
terms of statistical upper limits. In applying these techniques, the total standard deviation has to be known or estimated, including
the standard deviation of production, as defined in ISO 7574-1, which is a measure of the variation in sound power output between
individual machines within the batch. Statistical methods for the characterization of batches of machines are described in
ISO 7574-4.
5
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ISO 3741:1999(E)
5 Acoustic environment
5.1 General
Guidelines for the design of reverberation rooms to be used for determining sound power in accordance with this
International Standard are given in annex D. The test room shall be large enough and have a low enough total sound
absorption to provide an adequate reverberant sound field for all frequency bands within the frequency range of interest
(see annex D).
5.2 Volume and shape of test room
The minimum volume of the test room shall be as specified in Table 3. For reverberation rooms with volumes less than
3
the values shown in Table 3 for the frequency range of interest, or with a volume exceeding 300 m , the adequacy of
the room for broadband measurements shall be demonstrated using the procedure of annex E.
Table 3 — Minimum volume of the test room as a function of the lowest frequency band of interest
Lowest one-third-octave-band frequency of Minimum volume of the test room
interest
3
Hz m
100 200
125 150
160 100
200 and higher 70
5.3 Requirements for absorption of test room
The absorption of the test room primarily affects the minimum distance to be maintained between the noise source and
the microphone positions. It also influences the sound radiation of the source and the frequency response
characteristics of the test space. For these reasons the absorption of the test room shall be neither too large nor
extremely small (see annex D).
The surfaces of the test room closest to the source shall be designed to be reflective with an absorption coefficient less
than 0,06. The remaining surfaces shall have absorptive properties such that the reverberation time, T (for
rev
measurement see 8.4.1) in each one-third-octave band, without the source under test in place, is numerical
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 3741
Troisième édition
1999-08-01
Acoustique — Détermination des niveaux
de puissance acoustique émis par les
sources de bruit à partir de la pression
acoustique — Méthodes de laboratoire en
salles réverbérantes
Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using
sound pressure — Precision methods for reverberation rooms
Numéro de référence
ISO 3741:1999(F)
©
ISO 1999
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Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.2
4 Incertitude de mesure .4
5 Environnement acoustique.6
5.1 Généralités .6
5.2 Volume et forme de la salle d’essai .6
5.3 Prescriptions relatives à l’absorption de la salle d’essai.6
5.4 Prescriptions relatives au niveau du bruit de fond.7
5.5 Prescriptions relatives à la température, à l’humidité et à la pression.7
6 Appareillage de mesure .7
6.1 Généralités .7
6.2 Étalonnage.8
7 Installation et fonctionnement de la source en essai .8
7.1 Généralités .8
7.2 Emplacement de la source .8
7.3 Montage de la source .9
7.4 Équipement auxiliaire.9
7.5 Fonctionnement de la source pendant l’essai.9
8 Mesurages de la pression acoustique et calcul de la puissance acoustique .10
8.1 Mesurages initiaux.10
8.2 Mesurages complémentaires .15
8.3 Détermination du niveau moyen de pression acoustique dans la salle réverbérante .15
8.4 Détermination du niveau de puissance acoustique de la source.16
8.5 Détermination du niveau de puissance acoustique pondéré A de la source.18
9 Informations à consigner.18
9.1 Sources de bruit en essai .18
9.2 Environnement acoustique.19
9.3 Appareillage .19
9.4 Données acoustiques.19
10 Informations à faire figurer dans le rapport d'essai.19
Annexe A (normative) Méthode de qualification de la salle pour le mesurage de composantes tonales.20
Annexe B (informative) Principes directeurs pour la conception des diffuseurs tournants.25
Annexe C (informative) Extension aux fréquences inférieures à 100 Hz .26
Annexe D (informative) Principes directeurs pour la conception des salles réverbérantes.27
Annexe E (normative) Méthode de qualification de la salle d’essai pour le mesurage de bruits à large
bande .29
Annexe F (normative) Procédure de calcul des niveaux de puissance acoustique par bandes d’octave
et du niveau de puissance acoustique pondéré A à partir des niveaux de puissance
acoustique par bandes de tiers d’octave .31
Bibliographie .33
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ISO 3741:1999(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 3.
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 de la présente Norme internationale 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.
La Norme internationale ISO 3741 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité
SC 1, Bruit.
Cette troisième édition annule et remplace l’ISO 3741:1988 et I’SO 3742:1988 qui ont fait l'objet d'une révision
technique et ont été réunies.
Les annexes A, E et F constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes B, C
et D sont données uniquement à titre d’information.
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ISO 3741:1999(F)
Introduction
La présente Norme internationale fait partie de la série ISO 3740 qui regroupe des normes spécifiant diverses
méthodes de détermination du niveau de puissance acoustique des machines, équipements et sous-ensembles
composants. Le choix de la méthode la mieux appropriée parmi l'ensemble des méthodes prescrites dans cette
série de normes doit être effectué en fonction des conditions et des objectifs de l'essai. L'ISO 3740 et l'ISO 12001
fournissent des lignes directrices permettant de guider ce choix. Pour ce qui concerne les conditions de
fonctionnement et de montage des machines ou équipements soumis à l'essai, les normes de la série ISO 3740
n'indiquent que des principes généraux. Il convient, pour les spécifications détaillées relatives aux conditions de
montage et de fonctionnement, de se reporter au code d'essai spécifique au type de machine ou d'équipement, s'il
existe.
La présente Norme internationale spécifie des méthodes de laboratoire visant à déterminer la puissance
acoustique rayonnée par des sources en fonction de la fréquence, en utilisant une salle d’essai réverbérante ayant
des caractéristiques acoustiques spécifiées. Lorsqu’on ne dispose pas d'une salle d’essai possédant ces
caractéristiques, il est possible d’utiliser d’autres documents de la série de normes de base, spécifiant des
prescriptions différentes pour ce qui concerne l'environnement (voir Tableau 1 et l’ISO 3744 ou l’ISO 9614).
Dans le cadre de la présente Norme internationale, le calcul de la puissance acoustique à partir des mesures de la
pression acoustique repose sur l’hypothèse que, pour une source ayant une puissance acoustique donnée dans la
2
salle d’essai réverbérante, la moyenne spatio-temporelle de la pression acoustique quadratique, p ,est
directement proportionnelle à la puissance acoustique et par ailleurs dépend uniquement des caractéristiques
géométriques et acoustiques de la salle et des constantes physiques de l’air.
Pour une source qui émet un bruit à bande étroite ou à fréquence discrète, une détermination précise de la
puissance acoustique rayonnée exige plus de soins. Les raisons à cela sont les suivantes:
a) la moyenne spatio-temporelle de la pression acoustique le long d'une trajectoire microphonique courte ou
déterminée à partir d'un réseau comprenant un petit nombre de microphones, ne constitue pas toujours une
estimation correcte de la moyenne spatio-temporelle de la pression quadratique dans la salle;
b) la puissance acoustique rayonnée par les sources est plus fortement influencée par les modes normaux de la
salle et par la position de la source dans cette dernière.
Lorsqu’une source émet un bruit à bande étroite ou à composantes tonales, la détermination de son niveau de
puissance acoustique en salle réverbérante nécessite soit l’optimisation et la qualification de la salle et de la
configuration d’essai (voir annexe A), soit un plus grand nombre d’emplacements de la source et de positions du
microphone (ou une trajectoire microphonique plus longue dans le cas d’un microphone mobile). Ces valeurs
peuvent être réduites avec l’ajout d’absorbeurs de basses fréquences, qui réduisent la durée de réverbération. Il
est également utile qu’un ou plusieurs diffuseurs tournants soient présents dans la salle d’essai pendant les
mesurages. Les principes directeurs pour la conception de diffuseurs tournants adéquats sont exposés à
l’annexe B.
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ISO 3741:1999(F)
Tableau 1 — Résumé des Normes internationales relatives à la détermination des niveaux de puissance
acoustique émis par les sources de bruit, dans des conditions de réverbération conduisant
à différentes précisions
ISO 3741 ISO 3743-1 ISO 3743-2
Méthode de laboratoire Méthode d’expertise Méthode d'expertise
Paramètre
Classe 2 Classe 2
Classe 1
Salle d’essai
Environnement d’essai Salle réverbérante Salle à parois dures
réverbérante spéciale
3
VW 40 m et
Volume de la salle, V,et
Critères de qualification V� 40 V
Q
durée de réverbération,
de l’environnement Prescriptions spécifiées
Coefficient d’absorption
d’essai T , à qualifier
rev
acoustique� � 0,20
Qualification spéciale
De préférence moins de
Volume de la source
De préférence, moins de 2,5 % du volume de la salle
2 % du volume de la salle
sonore, V
d’essai
Q
d’essai
Stable, à large bande, à
Type de bruit bande étroite ou à Tout type, mais les salves isolées sont interdites
fréquences discrètes
Limitation du bruit de fond
�LW 10 dB �LW 6dB �LW 4dB
N W 6 N W 3 N W 3
M M M
Nombre de points de
ou trajectoire ou trajectoire ou trajectoire
mesurage, N
M
microphonique continue microphonique continue microphonique continue
Appareillage de mesure:
a) Classe 1 selon la CEI 61672
a) Sonomètre au moins
conforme à la:
b) Classe 1 selon la CEI 61672
b) Sonomètre
intégrateur au moins
conforme à la:
c) Classe 1 selon la CEI 61260
c) Jeu de filtres passe-
bande au moins
conforme à la:
d) Calibreur au moins d) Classe 1 selon la CEI 60942
conforme à la:
Par bandes de tiers
Par bandes d’octave
Niveaux de puissance Pondéré A et par bandes
d’octave ou d’octave
acoustique à déterminer d’octave
Pondéré A (à calculer)
Précision de la méthode
� u 0,5 dB � u 1,5 dB � u 2,0 dB
R R R
de détermination de L ,
WA
exprimée par l'écart-type
Pour les sources émettant du bruit ayant un spectre relativement «plat»
de reproductibilité
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NORME INTERNATIONALE ISO 3741:1999(F)
Acoustique — Détermination des niveaux de puissance
acoustique émis par les sources de bruit à partir de la pression
acoustique — Méthodes de laboratoire en salles réverbérantes
1 Domaine d'application
1.1 La présente Norme internationale spécifie une méthode directe et une méthode de comparaison pour
déterminer le niveau de puissance acoustique qui serait produit par une source fonctionnant dans les conditions
3
météorologiques normalisées correspondant à une impédance caractéristique �c = 400 N�s/m (� étant la densité
de l’air et c la vitesse du son). Elle définit des prescriptions concernant la salle d’essai et l’emplacement de la
source, et fixe des règles générales concernant les conditions de fonctionnement, l’appareillage de mesure et les
techniques qui permettent d’obtenir une estimation des niveaux de pression acoustique quadratique moyenne, à
partir desquels les niveaux de puissance acoustique de la source par bandes d’octave ou de tiers d’octave sont
calculés avec une précision de classe 1. Les grandeurs à mesurer sont des niveaux de pression acoustique par
bandes de fréquences, moyennés dans le temps. Les grandeurs à déterminer sont des niveaux de puissance
acoustique, pondérés A et par bandes de fréquences. Les autres grandeurs, qui sont facultatives, sont les niveaux
de puissance acoustique avec d’autres pondérations en fréquence, dont le calcul s’effectue à partir des mesurages
par bandes de fréquences. La présente Norme internationale ne permet pas de déterminer la directivité ni la
variation temporelle du son émis par une source.
Le domaine de fréquences représentatif comprend en règle générale les bandes de tiers d’octave de fréquences
médianes 100 Hz à 10 000 Hz. Les principes directeurs pour l’application des méthodes spécifiées à une plage de
fréquences étendue vers les basses fréquences, sont donnés à l’annexe F. La présente Norme internationale ne
s’applique pas aux gammes de fréquences situées au-delà de la bande de tiers d’octave centrée sur 10 000 Hz.
Pour les fréquences plus élevées, il est recommandé d’employer l’une des méthodes de l’ISO 9295.
1.2 La méthode spécifiée dans la présente Norme internationale est applicable aux bruits stables, à large bande,
à bande étroite et à composantes tonales, tels que décrits dans l’ISO 12001. Le bruit peut être émis par un
dispositif, une machine, un composant ou un sous-ensemble.
La présente Norme internationale est applicable aux sources de bruit dont le volume ne dépasse pas, de
préférence, 2 % de celui de la salle réverbérante utilisée pour l’essai. Lorsque les sources sont plus volumineuses,
les écarts-types mentionnés au Tableau 2 peuvent être dépassés.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 354, Acoustique — Mesurage de l'absorption acoustique en salle réverbérante.
ISO 4871, Acoustique — Déclaration et vérification des valeurs d'émission sonore des machines et équipements.
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ISO 3741:1999(F)
ISO 6926, Acoustique — Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit —
Prescriptions relatives aux performances et à l'étalonnage des sources sonores de référence.
ISO 7574-1:1985, Acoustique — Méthodes statistiques pour la détermination et le contrôle des valeurs déclarées
d'émission acoustique des machines et équipements — Partie 1: Généralités et définitions.
ISO 7574-4:1985, Acoustique — Méthodes statistiques pour la détermination et le contrôle des valeurs déclarées
d'émission acoustique des machines, et équipements — Partie 4: Méthodes pour valeurs déclarées de lots de
machines.
ISO 12001, Acoustique — Bruit émis par les machines et équipements — Règles pour la préparation et la
présentation d'un code d'essai acoustique.
CEI 60942, Calibreurs acoustiques.
CEI 61183, Électroacoustique — Étalonnage des sonomètres sous incidence aléatoire et en champ diffus.
CEI 61260, Électroacoustique — Filtres de bande d'octave et de bande d'une fraction d'octave.
CEI 61672, Acoustique — Sonomètres.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
salle réverbérante
salle d’essai répondant aux spécifications de la présente Norme internationale
3.2
champ acoustique réverbéré
partie du champ acoustique existant dans la salle d’essai sur laquelle l’influence du son reçu directement de la
source est négligeable
3.3
pression acoustique
p
fluctuation de pression autour de la pression statique qui résulte de l’émission d’un son
NOTE 1 Elle s’exprime en pascals.
NOTE 2 D'un point de vue quantitatif, la pression acoustique peut s’exprimer de différentes manières, mais dans le cadre de
la présente Norme internationale, seule la racine carrée de la pression acoustique quadratique moyenne mesurée sur une
durée et dans un espace déterminés s’applique.
3.4
pression acoustique quadratique moyenne
2
p
pression acoustique moyennée quadratiquement dans le temps et dans l’espace
NOTE En pratique, le calcul de la moyenne spatio-temporelle sur un trajet limité ou pour un nombre donné de positions du
2
microphone, ainsi que les écarts par rapport à un champ acoustique réverbéré idéal, ne conduisent qu’à une estimation de p .
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ISO 3741:1999(F)
3.5
niveau de pression acoustique
L
p
dix fois le logarithme décimal du rapport du carré de la pression acoustique au carré de la pression acoustique de
référence
NOTE Les niveaux de pression acoustique s’expriment en décibels. La pression acoustique de référence est égale à
�5
20 μPa (2 � 10 Pa).
3.5.1
niveau de pression acoustique temporel moyen
L
peq,T
niveau correspondant au carré de la pression acoustique moyennée dans le temps, exprimé en décibels:
T
L 2 O
1 p(t)
M P
L = 10 lg ddt B (1)
p,eqT
z
2
MT P
p
o
N o Q
NOTE 1 Les niveaux de pression acoustique temporels moyens s’expriment en décibels.
NOTE 2 En général, les indices «eq» et «T» sont omis car les niveaux de pression acoustique moyennés dans le temps sont
nécessairement déterminés sur une certaine durée de mesurage.
3.5.2
intervalle de temps de mesurage
fraction ou multiple d’une période ou d’un cycle de fonctionnement pour lequel le niveau de pression acoustique
temporel moyen est déterminé
NOTE Voir 8.1.3.
3.6
puissance acoustique
W
énergie sonore rayonnée par la source par unité de temps
NOTE Elle s’exprime en watts.
3.7
niveau de puissance acoustique
L
W
dix fois le logarithme décimal du rapport de la puissance acoustique rayonnée par la source en essai à la
puissance acoustique de référence
�12
NOTE 1 Il s’exprime en décibels. La puissance acoustique de référence est égale à 1 pW (10 W).
NOTE 2 Par exemple, le niveau de puissance acoustique pondéré A est: L .
WA
3.8
bruit de fond
bruit émis par l'ensemble des sources autres que la source en essai
3.9
source sonore de référence
source stable et continue émettant un bruit constant à large bande et de niveau de puissance acoustique adéquat,
dont le fonctionnement et l’étalonnage sont conformes à l’ISO 6926
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ISO 3741:1999(F)
3.10
durée de réverbération
T
rev
temps ou temps extrapolé nécessaire au niveau de pression acoustique pour décroître de 60 dB après arrêt
instantané de la source sonore dans un espace
NOTE 1 Cette durée s’exprime en secondes (s).
NOTE 2 Dans la présente Norme internationale, la durée de réverbération est calculée conformément à l’ISO 354, sauf
qu’elle est extrapolée sur la base d’atténuation des premiers 10 dB, ou 15 dB, respectivement désignés par T et T .
10 15
3.11
domaine de fréquences utile
bandes d'un tiers d’octave de fréquences médianes comprises entre 100 Hz et 10 000 Hz
NOTE Ceci correspond au cas général. Pour des besoins particuliers, la plage de fréquences peut être abaissée
jusqu’à 50 Hz, à condition que certains critères soient remplis (voir annexe C).
3.12
coefficient d’absorption acoustique
�
à une fréquence donnée et pour des conditions spécifiées, fraction de puissance acoustique incidente qui n’est pas
réfléchie par une surface, calculée conformément à l’ISO 354.
3.13
aire d’absorption équivalente
A
produit de l’aire de la surface et de son coefficient d’absorption
2
NOTE Elle est exprimée en mètres carrés (m ).
4 Incertitude de mesure
Il tend à résulter des mesurages, effectués conformément à la présente Norme internationale, des écarts-types de
reproductibilité inférieurs ou égaux à ceux qui sont indiqués dans le Tableau 2. Il existe une probabilité donnée
pour qu'une valeur du niveau de puissance acoustique d'une source de bruit, déterminée selon les méthodes
prescrites dans la présente Norme internationale, présente par rapport à la valeur vraie un écart compris dans
l'intervalle d'incertitude de mesure. L'incertitude sur les valeurs du niveau de puissance acoustique résulte de
plusieurs facteurs affectant les résultats, dont certains sont liés aux conditions d'environnement dans le laboratoire
de mesure et d'autres aux techniques expérimentales. Si l'on transportait tour à tour une source donnée dans
plusieurs laboratoires différents et si, dans chacun de ces laboratoires, le niveau de puissance acoustique de cette
source devait être déterminé conformément à la présente Norme internationale, les résultats obtenus
présenteraient une certaine dispersion. Il serait possible de calculer, en fonction de la fréquence, l'écart-type des
valeurs mesurées (voir exemples dans l'ISO 7574-4:1985, annexe B). À quelques exceptions près, cet écart-type
ne dépasserait pas les valeurs indiquées dans le Tableau 2. Ces valeurs sont les écarts-types de reproductibilité,
� , définis dans l'ISO 7574-1. Elles reflètent les effets cumulés des différentes composantes de l'incertitude sur les
R
mesures obtenues en appliquant les procédures de la présente Norme internationale, mais non les variations de
puissance acoustique résultant de modifications des conditions de fonctionnement (vitesse de rotation, tension
d'alimentation, etc.) ou de montage.
L'incertitude de mesure dépend à la fois de l'écart-type de reproductibilité dont les valeurs sont indiquées dans le
Tableau 2 et du niveau de confiance souhaité. Par exemple, dans l'hypothèse d'une distribution normale des
valeurs du niveau de puissance acoustique, la probabilité que la valeur vraie du niveau de puissance acoustique
d'une source se situe dans un intervalle de � 1,645� autour de la valeur mesurée est de 90 % et la probabilité
R
qu'elle se situe dans un intervalle de � 1,96� autour de la valeur mesurée de 95 %. D'autres exemples sont
R
donnés dans les normes ISO 7574 et ISO 9296.
4 © ISO 1999 – Tous droits réservés
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ISO 3741:1999(F)
NOTE 1 La relation entre l’écart-type de reproductibilité et le niveau de confiance indiqué dans les normes ISO 7574 et
ISO 9296 est valable pour des écarts-types inférieurs ou égaux à 2 dB. En cas d’écarts-types plus élevés, le niveau de
confiance associé à une fourchette donnée sera plus faible. Toutefois, on peut généralement s’attendre à ce que la valeur réelle
soit comprise dans une fourchette de � 3� par rapport à la valeur mesurée.
R
NOTE 2 Les plus grandes sources d’incertitude, autres que les écarts éventuels par rapport au modèle théorique (méthode
directe) et les erreurs d’étalonnage de la source sonore de référence (méthode de comparaison), dans les méthodes d’essai
spécifiées dans la présente Norme internationale, sont dues à l’inadéquation de l’échantillonnage du champ sonore et aux
variations du couplage acoustique de la source de bruit au champ sonore (pour différentes salles d’essai et différentes positions
dans une salle d’essai). Dans tout laboratoire, il est parfois possible de réduire l’incertitude de mesure par l’un des procédés
suivants:
a) utilisation d’emplacements multiples de la source;
b) amélioration de l’échantillonnage spatial du champ sonore en augmentant le nombre de positions microphoniques ou la
longueur de la trajectoire microphonique;
c) ajout d’absorbeurs de basses fréquences afin d’améliorer le chevauchement des modes;
d) utilisation de diffuseurs mobiles.
Tableau 2 — Valeurs supérieures estimées de l'écart-type de reproductibilité pour les niveaux de
puissance acoustique déterminés conformément à la présente Norme internationale
Fréquences médianes Valeurs supérieures de
l'écart-type de reproductibilité
Largeur de bande
Hz dB
a
Tiers d’octave 3,0
100 à 160
200 à 315 2,0
400 à 5 000 1,5
6 300 à 10 000 3,0
a
Octave 2,5
125
250 1,5
500 à 4 000 1,0
8 000 2,0
b
Pondéré A selon l’annexe E
0,5
a
Les valeurs recommandées pour les fréquences inférieures à 100 Hz sont indiquées en
annexe C.
b
Applicable à une source émettant un bruit ayant un spectre relativement «plat» dans la gamme
de fréquences comprise entre 100 Hz et 10 000 Hz.
De plus, on peut utiliser une grande salle réverbérante pour réduire les incertitudes en basse fréquence, même si l’exactitude
des déterminations du niveau de puissance acoustique en haute fréquence peut être réduite. Une petite salle peut,
réciproquement, réduire les incertitudes en haute fréquence, mais augmenter les incertitudes en basse fréquence. Par
co
...
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