SIST ISO 10843:2012
Acoustics - Methods for the description and physical measurement of single impulses or series of impulses
Acoustics - Methods for the description and physical measurement of single impulses or series of impulses
This International Standard describes preferred methods for the description and the physical measurement of single impulsive sounds or short series of impulsive sounds and for the presentation of the data. It does not provide methods for interpreting the potential effects of series of impulses of noise on hearing, community response or structures. This International Standard applies to single impulsive sounds or short series of impulsive sounds such as those produced by explosions, artillery fire, bombing and similar activities, sonic booms, pistol and rifle fire, and cartridgeoperated tools or machines. Two different kinds of measurements are considered:
a) measurements of phase-sensitive parameters, such as peak sound pressure level and duration, that directly characterize the variation of sound pressure with time; and
b) measurements of time-integrated quantities such as frequency-weighted sound exposure level or sound energy level.
Acoustique - Métrique et techniques pour le mesurage physique de bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales
Akustika - Metode za opis in fizikalne meritve posameznih ali zaporednih impulzov
Ta mednarodni standard opisuje prednostne metode za opis in fizikalne meritve posameznega impulznega hrupa ali kratkega zaporednega impulznega hrupa ter za predstavitev podatkov. Ne določa metod za razlago morebitnih vplivov zaporednih impulzov hrupa na sluh, odziv skupnosti ali strukture.
Ta mednarodni standard se uporablja za posamezen impulzni hrup ali kratek zaporedni impulzni hrup, kot je hrup, ki ga povzročijo eksplozije, topniško orožje, bombardiranje in podobne dejavnosti, hrup pri prebitju zvočnega zidu, streljanje s pištolami in puškami ter orodja ali stroji z nabojnim delovanjem.
Obravnavani sta dve različni vrsti meritev:
a) meritve fazno občutljivih parametrov, kot sta vršna raven zvočnega tlaka in trajanje, ki neposredno opredeljujeta spreminjanje zvočnega tlaka s časom; in
b) meritve časovno integriranih količin, kot je frekvenčno vrednotena raven zvočne izpostavljenosti ali raven zvočne energije.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
10843
First edition
1997-09-01
Acoustics - Methods for the description
and physical measurement of single
impulses or series of impulses
Acoustique - Mtfique et techniques pour le mesufage physique de bruits
impulsionnels isol& ou en courtes fafales
Reference number
IS0 10843: 1997(E)
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IS0 10843: 1997(E)
Page
Contents
1
1 Scope .
............................................................... 1
2 Normative references
2
3 Definitions .
......... 5
4 Measurement system characteristics and requirements.
........................................................................... 9
5 Measurements
6 Data presentation . 10
Annexes
A
Signal handling limitations in transient measurement and
analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 13
B Methods for the large-amplitude impulse calibration of
microphones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
............. 19
C Determination of measurement system characteristics
D Time-weighting characteristics and tolerances: S and F. . 20
E Bibliography . 21
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet central @ iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
ii
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@ IS0
IS0 10843: 1997(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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 IS0 10843 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
Annexes A to E of this International Standard are for information only.
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Introduction
01 . Purpose
The purpose of this International Standard is to describe and specify the
physical measurement of single impulsive sounds or short series of impulsive
sounds. The actual measurement performed will change according to both
the measurement situation and the physical quantities required. Detailed
characterization of source emissions is beyond the scope of this standard.
02 . Physical measurement alternatives
Physical measurement alternatives will change according to the purpose of
the measurements and the measurement situation. First, measurements may
be made of phase-sensitive quantities such as peak-level, rise-time, or
duration, or measurements may be made of time-integrated quantities such
as frequency-filtered or frequency-weighted sound exposure level (e.g.
A-weighted sound exposure level). Secondly, measurements may be made
on a continuous sound source or a transient sound source. This International
Standard deals only with transients (single impulsive sounds or short series
of impulsive sounds); therefore time-integrated descriptors such as sound
exposure or sound energy, rather than time-averaged descriptors, are
applicable.
03 . Measurement situation
Noise measurement situations will change according to the purpose of the
measurement. There are three alternative pairs of measurement situations
which may require the measurement of single impulsive sounds or series of
First, measurements may be for workplace-related
impulsive sounds.
such as hearing conservation or employee efficiency, or
purposes,
measurements may be for community environmental purposes. Secondly,
measurements may be indoors or outdoors. Thirdly, measurements may be
for the purpose of gathering source-emission data, or of describing immission
levels in the community. Other International Standards provide guidance for
specific measurement situations. IS0 11200 should be used for
measurements of emission sound pressure levels at the work station and at
other specified positions; the IS0 3740 or IS0 9614 series should be used
for determination of sound power levels of noise sources; the IS0 1996
series should be used for description and measurement of environmental
sound.
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INTERNATIONAL STANDARD o 1% IS0 10843: 1997(E)
- Methods for the description and physical
Acoustics
measurement of single impulses or series of impulses
1 Scope
This International Standard describes preferred methods for the description and the physical measurement of single
impulsive sounds or short series of impulsive sounds and for the presentation of the data. It does not provide methods
for interpreting the potential effects of series of impulses of noise on hearing, community response or structures.
This International Standard applies to single impulsive sounds or short series of impulsive sounds such as those
produced by explosions, artillery fire, bombing and similar activities, sonic booms, pistol and rifle fire, and cartridge-
operated tools or machines.
Two different kinds of measurements are considered:
measurements of phase-sensitive parameters, such as peak sound pressure level and duration, that directly
a)
characterize the variation of sound pressure with time; and
measurements of time-integrated quantities such as frequency-weighted sound exposure level or sound energy
b)
level.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision,
and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain registers of
. -._.
currently valid International Standards.
I EC 50-801: 1994, International elecfrotechnical vocabulary - Chapter 80 1: Acoustics and electroacoustics
IEC 651 :I 979, Sound /eve/ meters, and its Amendment 1 :I 993.
IEC 804:1985, Integrating-averaging sound /eve/ meters, and its Amendment 1 :I 989 and Amendment 2:1993.
IEC 942: 1988, Sound calibrators.
I EC 1260: 1995, E lectroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters.
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3 Definitions
For the purpose of this International Standard, the definitions given in IEC 50-801 and the following definitions apply.
NOTE - The prefix “un” is used to denote what is also termed “lin-” or “flat-” weighted sound. Unweighted is perhaps most
descriptive.
3.1 Characteristics of an impulse noise
3.1.1 A-duration: Time, in seconds, required for the main or principal wave to reach its unweighted peak sound
pressure and return momentarily to zero.
NOTES
1 See figure 1 a) and annex E, reference [25].
2 In practice, the A-duration is the total time between the onset of a signal level 20 dB below the peak level and the first crossing
of the signal 20 dB below peak level.
3 The notation used for duration in this definition and in 3.1.2 and 3.1.3 should not be confused with the A-, B- and C-frequency
weightings.
3.1.2 B-duration: Total time, in seconds, that the envelope of unweighted sound pressure fluctuations (both positive
and negative) exceeds one tenth of the unweighted peak sound pressure, including the duration of that part of any
reflection pattern that exceeds one tenth of the unweighted peak sound pressure.
NOTE - See figure 1 b) and annex E, reference [25].
3.1.3 C-duration: Total time, in seconds, that the main or principal wave and the following oscillations, both negative
and positive, are within 10 dB of the unweighted peak sound pressure level.
NOTE - See figure 1 c) and annex E, reference [34].
3.1.4 envelope: Two idealized smooth lines which effectively join the successive positive or negative peaks of the
instantaneous sound pressure.
NOTE - See figure 1 d).
3.1.5 impulse noise: A single short burst or series of short bursts of sound pressure.
NOTE - The pressure-time history of a single burst of impulsive noise includes a rise to a peak pressure, followed bv a decav of
, ,
the pressure envelope.
3.1.6 instantaneous sound pressure: Total instantaneous pressure, in pascals, at a point il
n the presence of a
sound wave minus the atmospheric pressure at that point.
NOTE - Instantaneous pressure relates to the pressure as measured by the microphone prior to any signa processing.
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I
ill’-
III 11’1
~1/11111~~~~~
1111
/1//1
lll~
1 / \
t1 t2 t3
Time -
a) A-duration, VI - fd b) B-duration, VA- td + V3-t2)
C) C-duration, Vq - toI + (t3-f2) + (ts - t$ d) Impulse wave envelope
Figure 1 - Impulse noise characteristics
3.1.7 instantaneous sound pressure level: Ten times the common logarithm of the square of the ratio of the
frequency-weighted instantaneous sound pressure to the reference sound pressure, expressed in decibels.
NOTES
In air the reference sound pressure is 20 PPa.
1
2 The frequency weighting is to be specified.
3.1.8 peak sound pressure: For any specified time interval, the maximum absolute value of the instantaneous sound
pressure, in pascals, that occurs during a specified time interval.
3.1.9 peak sound pressure level: Ten times the common logarithm of the square of the ratio of peak frequency-
weighted sound pressure to the reference sound pressure, expressed in decibels.
NOTES
In air, the reference pressure is 20 PPa.
1
2 The frequency weighting is to be specified.
3.1 .I0 signal rise time: Time, in seconds, a signal takes to rise from 10 % to 90 % of its maximum absolute value of
the sound pressure.
3.1.11 sound energy: Time and spatial integral of the sound intensity normal to an imaginary closed surface, where
sound intensity is the real part of the product of instantaneous sound pressure and particle velocity (at the same point
in space), expressed in joules.
3
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3.1 .I2 sound energy level: Ten times the common logarithm of the ratio of sound energy to the reference sound
energy of 1 pWs, expressed in decibels
3.1 .I3 sound exposure: Time integral of frequency-weighted squared instantaneous sound pressure, expressed in
Pascal-squared seconds.
T
E . . .
(1)
0
NOTE - The frequency weighting is to be specified.
3.1.14 sound exposure level: Ten times the common logarithm of the ratio of sound exposure, E, to the reference
sound exposure, expressed in decibels.
. . .
NOTES
In air, the reference sound exposure, E,, is 20 pPa*s.
2 The frequency weighting is to be specified.
3 In order to avoid confusion between the noise exposure of workers and the noise emission from machinery, in the IS0 3740
series and IS0 11200, which are specific to machinery noise emission, this quantity is called “single-event emission sound
pressure level.”
3.2
Characteristics of the measurement system
3.2.1
bandwidth: Frequency range, in hertz, over which the response of a system to a sinusoidal input signal is within
zero to -3 dB of an ideal flat response.
NOTE - This definition is specific to the purposes of this International Standard and not necessarily in accordance with more
general definitions given in other International Standards.
3.2.2 droop: Amount by which the linear system output drops below the ideal final output in response to a step-
function input when measured at a time which equals or exceeds the duration of the signal of interest, divided by the
ideal final output and expressed as a percentage,.
3.2.3 dynamic range: Difference, in decibels, between the peak signal level (unweighted), expressed as the sound
pressure level for which the measurement system operates within the instrument manufacturers’ stated specifications,
and the measurement system background noise level (unweighted), expressed as the sound pressure level.
NOTES
At low sound pressure levels the useful dynamic range is limited by acoustic noise or by electric circuit noise.
2 At high sound pressure levels the useful dynamic range is limited overloading of the microphone or the electronic
bY
instrumentation.
3.2.4 overshoot: Amount by which the maximum of the linear system output exceeds the idealized final output in
response to a step-function input, divided by the ideal final output and expressed as a percentage.
3.2.5 slew-rate: Rate of change of the measurement system output per unit time, expressed in volts per second.
3.2.6 slew-rate limit: Maximum rate of change of the measurement system output in response to a step-function
input, expressed in volts per second.
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3.2.7 system rise time: Time, in seconds, required for the linear system output to rise from 10 % to 90 % of its final
amplitude in response to a step-function input.
4 Measurement system characteristics and requirements
41 . General
This section does not specify general instruments for measuring impulsive sound. The purpose of this section is to
specify the system characteristics required to accurately measure impulsive sound for any particular purpose.
The measurement system characteristics and requirements change according to the purpose of the measurement. For
example, a type 1 integrating-averaging sound level meter, fitted with a microphone of type WS2 according to IEC
1094-4, might be used to measure the A-weighted sound exposure level from a short burst of pneumatic-hammer
sound. The same sound level meter, fitted with a sealed microphone of type WSI, might be used to measure the
unweighted peak sound pressure level of a mining explosion. This section describes the characteristics and accuracy
required for measuring the time-varying and time-integrated characteristics of impulsive sound. These requirements
permit the user to select and tailor a measurement system to the measurement purpose. See also annexes A and C.
The measurement system includes all equipment from the microphone and its windscreen, if used, to the instrument
that indicates the results of the measurement. If tape-recording is employed, the system includes the recording and
playback equipment as well as the tape itself.
The accuracy attained in the measurement of impulsive sound depends upon the instruments used, the measurement
procedure, and the characteristics of the particular impulse sound. Information on measurement procedures is given in
clause 5.
42 . Requirements for measurement of phase-sensitive quantities
Five characteristics are important for describing an impulsive sound in the time domain: system rise time, overshoot,
droop, dynamic range and bandwidth. Depending on the type of impulsive sounds being measured, some instrument
characteristics may be more important than others. For example, an impulsive sound having a long A-duration need
not be measured with instruments which meet the rise time requirement of 4.2.1 if only the A-duration is to be
measured.
4.2.1 System rise time
The system rise time should be less than one-tenth of the rise time of the impulsive sound. For sounds having
extremely short rise times (e.g. shock waves), it may not be possible to meet this recommendation.
NOTE - For shock waves which have near-zero rise time, the systematic error in the measurement of the peak pressure may be
estimated by multiplying the indicated peak pressure by
where
T, = system rise time, in seconds;
T, = A-duration, in seconds.
That is, the estimated actual peak sound pressure equals Ktimes the indicated pressure.
4.2.2 Overshoot
The overshoot in response to a step-function input should be less than 5 %.
NOTE - Overshoot is real I y an instrument requirement which is independent of the waveform being measured. It is included here
for completeness.
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4.2.3 Droop
The system droop in response to a step-function input shall be less than 5 % during a time period equal to the A-
duration of the signal.
4.2.4 Dynamic range
The system dynamic range shall include at least the interval from 1 dB above the peak sound pressure level of the
signal to 5 dB below the minimum sound pressure level of interest.
4.2.5 Phase distortion and bandwidth
The phase distortion of the measurement system in the frequency range of interest shall be limited to + loo. This
requirement is normally fulfilled when the bandwidth includes the frequency range from one decade below the lowest
frequency of interest to one decade above the highest frequency of interest. Otherwise the phase distortion for the
highest frequency of interest shall be reported.
NOTES
1 Phase response is directly related to the complexity of the frequency limiting mechanisms (electrical, mechanical and
acoustical) and, in complicated situations, a much greater bandwidth may be required.
2 To measure peak values and other phase-sensitive quantities, filters should be operating in “real time”. Filters should be linear
and the group delay should be constant. FFf’ analysis and the “reconstitution” of filters is inappropriate.
43 . Requirements for measurement of time-integrated quantities
This subclause gives requirements for the measurement of the sound exposure level or sound energy level.
4.3.1 Dynamic range
The system dynamic range is specified in 4.2.4.
4.3.2 Time-integration
4.3.2.1 Single time periods
For measurements of sound exposure level, the analogue of the squared (frequency-weighted) instantaneous sound
pressure shall be integrated over the duration of the impulse or series of impulses of sound. The integration period shall
be selected such that the background noise influences the measured sound exposure level by less than 0,5 dB. The
duration of the integration period shall be measured to within an uncertainty of + 5 %.
4.3.2.2 Multiple time periods
For a series of separate impulsive sounds, where a series of short integration periods are used to build up a longer
period or where short duration sound exposure values are used to generate other metrics, each integration period shall
effectively include its corresponding single impulse or series of impulses of sound. Collectively, integration periods shall
be selected such that the background noise influences the total measured sound exposure level by less than 0,5 dB.
Each integration period shall be determined to an uncertainty of rf: 0,Ol %.
NOTE - The uncertainty of time measurement in 4.3.2 is really an instrument requirement which is independent of the waveform
being measured. It is included here for completeness.
4.3.3 Digital integration
If digital integration is used, the sampling rate should be at least three times the highest frequency of interest.
NOTE - It is possible that the frequency of interest does not include the highest frequencies in the signal. If frequencies exist
which are above the Nyquist frequency, then filtering should be used to prevent an aliased signal.
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4.3.4 Linearity range and resolution
Linearity range and resolution shall be in accordance with the requirements of IEC 651 and IEC 804. The linearity
range shall be sufficient to accommodate the peak signal level without substantially increased distortion or clipping.
NOTE - The linearity range should be at least 25 dB plus ten times the common logarithm of the ratio of the integration period to
the duration of the signal.
4.3.5 Minimum bandwidth
The minimum bandwidth shall extend from the lowest frequency of interest to the highest frequency of interest.
4.3.6 Frequency weighting
Instrumentation systems which include A- and C-weighting filters shall meet the requirements of IEC 651 for type 1
instruments; they should preferably meet the requirements for type 0 instruments.
4.3.7 Filters
Octave and one-third-octave-band filters shall satisfy the requirements of IEC 1260.
NOTE - This International Standard does not specify specific frequency weightings or filtering since these will vary according to
the source and purpose of the measurement. For example, for indoor factory noise control design, octave or one-third-octave data
may be required. Frequently, A-weighting will be used to characterize a noise for purposes of environmental noise assessment or
hearing conservation. In some countries, Al-weighted sound pressure levels are used to quantify general, impulsive sound
sources. In some countries, C-weighting is used for outdoor characterization of high-energy impulsive sound sources such as
artillery and sonic booms. In many countries, the peak C-weighted instantaneous sound pressure level is specified for rating
impulsive sound, for example, in the European Community Machinery Directive 89/392/EEC.[40]
.
44 Determination of measurement system characteristics
Guidance on determination of measurement system characteristics is given in annex C.
45 . Instrumentation
4.51 Requirements
4.5.1.1 Sound level meters and similar measurement devices shall comply with the type 1 requirements of IEC 651
and IEC 804 and should comply with the additional requirements of annex D. If a digital or analogue recording
instrument is used for (intermediate) storage, it shall have a bandwidth meeting the requirements of 4.2.5 and 4.3.5.
NOTES
of IEC 804 are preferred for integrated measurements because of their dynamic
Instruments ng the requirements
range.
2 When the impulses are short, the maximum value of the time- and frequency-weighted sound pressure level can be estimated
directly from a sound level meter provided that the impulse duration (including virtually all reflected and reverberant sound) is
shorter than 0,2 z, where z is the time constant of the time weighting (z = 35 ms for time weighting I, z = 125 ms for time
1000 ms = 1 s for time weighting S).
weighting F, z=
Conversion to a single-event sound exposure level (SEL) can be estimated by adding
10 Ig
For example, for A-weighted events,
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- for time weighting I: L’*E, Is = LIp~lrnax - 14,6 dB
- for time weighting F: L>E Is = L’p~~max - 9 dB
,
- for time weighting S: Lit=, ls = L;I*srnax
This method of determining the sound exposure level for short-duration impulsive sounds makes use of the fact that an “RC”
network with time constant z acts like an integrator during its initial transient response. When using this method to measure the
SEL of a short-duration transient, it is particularly important to ensure that the sound level meter time-weighting network truly
approximates an RC averaging network, and that the time constant is accurately known. As indicated above, any error in
specifying the time constant directly results in a corresponding error in the calculated sound exposure level. Requirements for
these time-weighting networks are given in IEC 651 and in annex D.
4.5.1.2 For the measurements of peak sound pressure level or maximum (frequency-weighted) sound pressure level,
a sound level meter or similar device shall be equipped with “HOLD” circuitry.
4.5.2 Microphone size and orientation
The diameter and orientation of the microphone are important when measuring short-duration impulsive sounds. Small-
diameter microphones should be used in order to limit the transit time of the wave across the sensing surface; use of
microphones larger than type WS2 according to IEC 1094-4 should be avoided. The microphone should be such that
its flattest response is for grazing incidence (i.e. the P type according to IEC 1094-4), and it should be fitted with a
protection grid. The microphone should be oriented for grazing incidence. For microphones of type WS3 or smaller
(over the audio frequency range), use of a protection grid causes only slight differences. For longer duration events
such as blasts or sonic booms, adequate microphone low-frequency response is important to prevent excessive droop
and resulting error in measurement of the negative part of the signal. Microphones of type WSI may be required for
this purpose.
- If an F type microphone is used, it should be oriented for normal (0’) incidence. However, in terms of transient response
NOTE
a microphone diaphragm may ring more from transient excitation at normal incidence than from transient excitation at grazing
incidence. Hence, a P type microphone and grazing incidence is preferred.
4.5.3 Windscreens
The use of windscreens or rain covers should be avoided, if possible, when measuring impulsive noises having high-
frequency components that may be excessively absorbed by such devices. When their use is necessary, such as for
outdoor measurements, they become a part of the system and should be tested in accordance with the procedures
given in annex C.
NOTE - If the windscreen and/or rain cover do not obstruct o r in any way cha .nge the back air vent of the microphone, then it
should not be necessary to test for droop caused by windscreen and rain cover.
46 . Calibration
System calibration shall include the response of all cables, amplifiers, and accessories to be used when actual data are
taken. Calibration shall be accomplished at appropriate times to ensure that time-average sound pressure level can be
measured over the entire dynamic range within the stated tolerance of the instrument. Acceptable acoustical calibration
methods include the use of sound calibrators, acoustical shock sources, or static pressure devices. Electrical
calibration means are acceptable for field use provided an acoustical calibration is accomplished before and after field
use. Electrical signals should be inserted into the microphone input via a suitable adapter.
NOTES
ex B provides guidance on
Ann large-amplitude (above abo lut 135 dB) impulse cal ibration of sealed, low-frequency m icrophones
associated preamplifiers in
and a laboratory setting. These methods can be used before any measurement program.
measures, if the system bandwidth
2 For phase-sensitive fails to meet the requirements of 4.2.5, then laboratory measurements
of the system phase response should be performed.
8
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5 Measurements
51 . General
As discussed in clause 4, system requirements are defined by the signal quantity to be measured and depend on the
characteristics of the waveform itself. For example, measurement of the rise time associated with the excitation of a
spark source requires a much shorter system rise time than does measurement of a sonic boom produced by a high-
flying supersonic aircraft. On the other hand, measurement of the A-duration of these respective signals requires a far
smaller droop for accurate measurements of a sonic boom than for measurement of the time variation of the sound
produced by the spark source.
52 . Measurement conditions
a wide variety of purposes. As discussed in the introduction, the actual measurement
Measurements can be made for
performed will change according to
(a) the measurement situation, and
(b) the physical quantities required.
For example, source emissions vary considerably based on the type of source. Impulsive sound sources may vary
from indoor factory machinery where the concern may be hearing loss prevention, to large field artillery where the
concern may be a fairly distant community. Detailed characterization of source emissions are beyond the scope of this
International Standard.
53 . Procedures
5.3.1 Calibration
Field calibration shall be accomplished before and after each test sequence. This should be accomplished using a
sound calibrator in accordance with IEC 942, Class 1.
NOTE - Annex B gives guidance on large-amplitude impulse calibration of microphones in a laboratory setting. These methods
are intended for very low-frequency, sealed microphones and associated preamplifiers and can be used prior to any measurement
program of this type.
5.3.2 Integration time
For measurements of the frequency-weighted or filtered sound exposure or the sound energy level of an event, the
integration period shall be:
short enough to ensure that the background sound exposure or sound energy level is at least IO
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 10843:2012
01-februar-2012
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Acoustics - Methods for the description and physical measurement of single impulses or
series of impulses
Acoustique - Métrique et techniques pour le mesurage physique de bruits impulsionnels
isolés ou en courtes rafales
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 10843:1997
ICS:
17.140.20 Emisija hrupa naprav in Noise emitted by machines
opreme and equipment
SIST ISO 10843:2012 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 10843:2012
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SIST ISO 10843:2012
INTERNATIONAL
IS0
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10843
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and physical measurement of single
impulses or series of impulses
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impulsionnels isol& ou en courtes fafales
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IS0 10843: 1997(E)
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IS0 10843: 1997(E)
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Contents
1
1 Scope .
............................................................... 1
2 Normative references
2
3 Definitions .
......... 5
4 Measurement system characteristics and requirements.
........................................................................... 9
5 Measurements
6 Data presentation . 10
Annexes
A
Signal handling limitations in transient measurement and
analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 13
B Methods for the large-amplitude impulse calibration of
microphones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
............. 19
C Determination of measurement system characteristics
D Time-weighting characteristics and tolerances: S and F. . 20
E Bibliography . 21
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
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Printed in Switzerland
ii
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@ IS0
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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 IS0 10843 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
Annexes A to E of this International Standard are for information only.
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IS0 10843: 1997(E) @ IS0
Introduction
01 . Purpose
The purpose of this International Standard is to describe and specify the
physical measurement of single impulsive sounds or short series of impulsive
sounds. The actual measurement performed will change according to both
the measurement situation and the physical quantities required. Detailed
characterization of source emissions is beyond the scope of this standard.
02 . Physical measurement alternatives
Physical measurement alternatives will change according to the purpose of
the measurements and the measurement situation. First, measurements may
be made of phase-sensitive quantities such as peak-level, rise-time, or
duration, or measurements may be made of time-integrated quantities such
as frequency-filtered or frequency-weighted sound exposure level (e.g.
A-weighted sound exposure level). Secondly, measurements may be made
on a continuous sound source or a transient sound source. This International
Standard deals only with transients (single impulsive sounds or short series
of impulsive sounds); therefore time-integrated descriptors such as sound
exposure or sound energy, rather than time-averaged descriptors, are
applicable.
03 . Measurement situation
Noise measurement situations will change according to the purpose of the
measurement. There are three alternative pairs of measurement situations
which may require the measurement of single impulsive sounds or series of
First, measurements may be for workplace-related
impulsive sounds.
such as hearing conservation or employee efficiency, or
purposes,
measurements may be for community environmental purposes. Secondly,
measurements may be indoors or outdoors. Thirdly, measurements may be
for the purpose of gathering source-emission data, or of describing immission
levels in the community. Other International Standards provide guidance for
specific measurement situations. IS0 11200 should be used for
measurements of emission sound pressure levels at the work station and at
other specified positions; the IS0 3740 or IS0 9614 series should be used
for determination of sound power levels of noise sources; the IS0 1996
series should be used for description and measurement of environmental
sound.
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INTERNATIONAL STANDARD o 1% IS0 10843: 1997(E)
- Methods for the description and physical
Acoustics
measurement of single impulses or series of impulses
1 Scope
This International Standard describes preferred methods for the description and the physical measurement of single
impulsive sounds or short series of impulsive sounds and for the presentation of the data. It does not provide methods
for interpreting the potential effects of series of impulses of noise on hearing, community response or structures.
This International Standard applies to single impulsive sounds or short series of impulsive sounds such as those
produced by explosions, artillery fire, bombing and similar activities, sonic booms, pistol and rifle fire, and cartridge-
operated tools or machines.
Two different kinds of measurements are considered:
measurements of phase-sensitive parameters, such as peak sound pressure level and duration, that directly
a)
characterize the variation of sound pressure with time; and
measurements of time-integrated quantities such as frequency-weighted sound exposure level or sound energy
b)
level.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision,
and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain registers of
. -._.
currently valid International Standards.
I EC 50-801: 1994, International elecfrotechnical vocabulary - Chapter 80 1: Acoustics and electroacoustics
IEC 651 :I 979, Sound /eve/ meters, and its Amendment 1 :I 993.
IEC 804:1985, Integrating-averaging sound /eve/ meters, and its Amendment 1 :I 989 and Amendment 2:1993.
IEC 942: 1988, Sound calibrators.
I EC 1260: 1995, E lectroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters.
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3 Definitions
For the purpose of this International Standard, the definitions given in IEC 50-801 and the following definitions apply.
NOTE - The prefix “un” is used to denote what is also termed “lin-” or “flat-” weighted sound. Unweighted is perhaps most
descriptive.
3.1 Characteristics of an impulse noise
3.1.1 A-duration: Time, in seconds, required for the main or principal wave to reach its unweighted peak sound
pressure and return momentarily to zero.
NOTES
1 See figure 1 a) and annex E, reference [25].
2 In practice, the A-duration is the total time between the onset of a signal level 20 dB below the peak level and the first crossing
of the signal 20 dB below peak level.
3 The notation used for duration in this definition and in 3.1.2 and 3.1.3 should not be confused with the A-, B- and C-frequency
weightings.
3.1.2 B-duration: Total time, in seconds, that the envelope of unweighted sound pressure fluctuations (both positive
and negative) exceeds one tenth of the unweighted peak sound pressure, including the duration of that part of any
reflection pattern that exceeds one tenth of the unweighted peak sound pressure.
NOTE - See figure 1 b) and annex E, reference [25].
3.1.3 C-duration: Total time, in seconds, that the main or principal wave and the following oscillations, both negative
and positive, are within 10 dB of the unweighted peak sound pressure level.
NOTE - See figure 1 c) and annex E, reference [34].
3.1.4 envelope: Two idealized smooth lines which effectively join the successive positive or negative peaks of the
instantaneous sound pressure.
NOTE - See figure 1 d).
3.1.5 impulse noise: A single short burst or series of short bursts of sound pressure.
NOTE - The pressure-time history of a single burst of impulsive noise includes a rise to a peak pressure, followed bv a decav of
, ,
the pressure envelope.
3.1.6 instantaneous sound pressure: Total instantaneous pressure, in pascals, at a point il
n the presence of a
sound wave minus the atmospheric pressure at that point.
NOTE - Instantaneous pressure relates to the pressure as measured by the microphone prior to any signa processing.
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I
ill’-
III 11’1
~1/11111~~~~~
1111
/1//1
lll~
1 / \
t1 t2 t3
Time -
a) A-duration, VI - fd b) B-duration, VA- td + V3-t2)
C) C-duration, Vq - toI + (t3-f2) + (ts - t$ d) Impulse wave envelope
Figure 1 - Impulse noise characteristics
3.1.7 instantaneous sound pressure level: Ten times the common logarithm of the square of the ratio of the
frequency-weighted instantaneous sound pressure to the reference sound pressure, expressed in decibels.
NOTES
In air the reference sound pressure is 20 PPa.
1
2 The frequency weighting is to be specified.
3.1.8 peak sound pressure: For any specified time interval, the maximum absolute value of the instantaneous sound
pressure, in pascals, that occurs during a specified time interval.
3.1.9 peak sound pressure level: Ten times the common logarithm of the square of the ratio of peak frequency-
weighted sound pressure to the reference sound pressure, expressed in decibels.
NOTES
In air, the reference pressure is 20 PPa.
1
2 The frequency weighting is to be specified.
3.1 .I0 signal rise time: Time, in seconds, a signal takes to rise from 10 % to 90 % of its maximum absolute value of
the sound pressure.
3.1.11 sound energy: Time and spatial integral of the sound intensity normal to an imaginary closed surface, where
sound intensity is the real part of the product of instantaneous sound pressure and particle velocity (at the same point
in space), expressed in joules.
3
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3.1 .I2 sound energy level: Ten times the common logarithm of the ratio of sound energy to the reference sound
energy of 1 pWs, expressed in decibels
3.1 .I3 sound exposure: Time integral of frequency-weighted squared instantaneous sound pressure, expressed in
Pascal-squared seconds.
T
E . . .
(1)
0
NOTE - The frequency weighting is to be specified.
3.1.14 sound exposure level: Ten times the common logarithm of the ratio of sound exposure, E, to the reference
sound exposure, expressed in decibels.
. . .
NOTES
In air, the reference sound exposure, E,, is 20 pPa*s.
2 The frequency weighting is to be specified.
3 In order to avoid confusion between the noise exposure of workers and the noise emission from machinery, in the IS0 3740
series and IS0 11200, which are specific to machinery noise emission, this quantity is called “single-event emission sound
pressure level.”
3.2
Characteristics of the measurement system
3.2.1
bandwidth: Frequency range, in hertz, over which the response of a system to a sinusoidal input signal is within
zero to -3 dB of an ideal flat response.
NOTE - This definition is specific to the purposes of this International Standard and not necessarily in accordance with more
general definitions given in other International Standards.
3.2.2 droop: Amount by which the linear system output drops below the ideal final output in response to a step-
function input when measured at a time which equals or exceeds the duration of the signal of interest, divided by the
ideal final output and expressed as a percentage,.
3.2.3 dynamic range: Difference, in decibels, between the peak signal level (unweighted), expressed as the sound
pressure level for which the measurement system operates within the instrument manufacturers’ stated specifications,
and the measurement system background noise level (unweighted), expressed as the sound pressure level.
NOTES
At low sound pressure levels the useful dynamic range is limited by acoustic noise or by electric circuit noise.
2 At high sound pressure levels the useful dynamic range is limited overloading of the microphone or the electronic
bY
instrumentation.
3.2.4 overshoot: Amount by which the maximum of the linear system output exceeds the idealized final output in
response to a step-function input, divided by the ideal final output and expressed as a percentage.
3.2.5 slew-rate: Rate of change of the measurement system output per unit time, expressed in volts per second.
3.2.6 slew-rate limit: Maximum rate of change of the measurement system output in response to a step-function
input, expressed in volts per second.
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3.2.7 system rise time: Time, in seconds, required for the linear system output to rise from 10 % to 90 % of its final
amplitude in response to a step-function input.
4 Measurement system characteristics and requirements
41 . General
This section does not specify general instruments for measuring impulsive sound. The purpose of this section is to
specify the system characteristics required to accurately measure impulsive sound for any particular purpose.
The measurement system characteristics and requirements change according to the purpose of the measurement. For
example, a type 1 integrating-averaging sound level meter, fitted with a microphone of type WS2 according to IEC
1094-4, might be used to measure the A-weighted sound exposure level from a short burst of pneumatic-hammer
sound. The same sound level meter, fitted with a sealed microphone of type WSI, might be used to measure the
unweighted peak sound pressure level of a mining explosion. This section describes the characteristics and accuracy
required for measuring the time-varying and time-integrated characteristics of impulsive sound. These requirements
permit the user to select and tailor a measurement system to the measurement purpose. See also annexes A and C.
The measurement system includes all equipment from the microphone and its windscreen, if used, to the instrument
that indicates the results of the measurement. If tape-recording is employed, the system includes the recording and
playback equipment as well as the tape itself.
The accuracy attained in the measurement of impulsive sound depends upon the instruments used, the measurement
procedure, and the characteristics of the particular impulse sound. Information on measurement procedures is given in
clause 5.
42 . Requirements for measurement of phase-sensitive quantities
Five characteristics are important for describing an impulsive sound in the time domain: system rise time, overshoot,
droop, dynamic range and bandwidth. Depending on the type of impulsive sounds being measured, some instrument
characteristics may be more important than others. For example, an impulsive sound having a long A-duration need
not be measured with instruments which meet the rise time requirement of 4.2.1 if only the A-duration is to be
measured.
4.2.1 System rise time
The system rise time should be less than one-tenth of the rise time of the impulsive sound. For sounds having
extremely short rise times (e.g. shock waves), it may not be possible to meet this recommendation.
NOTE - For shock waves which have near-zero rise time, the systematic error in the measurement of the peak pressure may be
estimated by multiplying the indicated peak pressure by
where
T, = system rise time, in seconds;
T, = A-duration, in seconds.
That is, the estimated actual peak sound pressure equals Ktimes the indicated pressure.
4.2.2 Overshoot
The overshoot in response to a step-function input should be less than 5 %.
NOTE - Overshoot is real I y an instrument requirement which is independent of the waveform being measured. It is included here
for completeness.
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4.2.3 Droop
The system droop in response to a step-function input shall be less than 5 % during a time period equal to the A-
duration of the signal.
4.2.4 Dynamic range
The system dynamic range shall include at least the interval from 1 dB above the peak sound pressure level of the
signal to 5 dB below the minimum sound pressure level of interest.
4.2.5 Phase distortion and bandwidth
The phase distortion of the measurement system in the frequency range of interest shall be limited to + loo. This
requirement is normally fulfilled when the bandwidth includes the frequency range from one decade below the lowest
frequency of interest to one decade above the highest frequency of interest. Otherwise the phase distortion for the
highest frequency of interest shall be reported.
NOTES
1 Phase response is directly related to the complexity of the frequency limiting mechanisms (electrical, mechanical and
acoustical) and, in complicated situations, a much greater bandwidth may be required.
2 To measure peak values and other phase-sensitive quantities, filters should be operating in “real time”. Filters should be linear
and the group delay should be constant. FFf’ analysis and the “reconstitution” of filters is inappropriate.
43 . Requirements for measurement of time-integrated quantities
This subclause gives requirements for the measurement of the sound exposure level or sound energy level.
4.3.1 Dynamic range
The system dynamic range is specified in 4.2.4.
4.3.2 Time-integration
4.3.2.1 Single time periods
For measurements of sound exposure level, the analogue of the squared (frequency-weighted) instantaneous sound
pressure shall be integrated over the duration of the impulse or series of impulses of sound. The integration period shall
be selected such that the background noise influences the measured sound exposure level by less than 0,5 dB. The
duration of the integration period shall be measured to within an uncertainty of + 5 %.
4.3.2.2 Multiple time periods
For a series of separate impulsive sounds, where a series of short integration periods are used to build up a longer
period or where short duration sound exposure values are used to generate other metrics, each integration period shall
effectively include its corresponding single impulse or series of impulses of sound. Collectively, integration periods shall
be selected such that the background noise influences the total measured sound exposure level by less than 0,5 dB.
Each integration period shall be determined to an uncertainty of rf: 0,Ol %.
NOTE - The uncertainty of time measurement in 4.3.2 is really an instrument requirement which is independent of the waveform
being measured. It is included here for completeness.
4.3.3 Digital integration
If digital integration is used, the sampling rate should be at least three times the highest frequency of interest.
NOTE - It is possible that the frequency of interest does not include the highest frequencies in the signal. If frequencies exist
which are above the Nyquist frequency, then filtering should be used to prevent an aliased signal.
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4.3.4 Linearity range and resolution
Linearity range and resolution shall be in accordance with the requirements of IEC 651 and IEC 804. The linearity
range shall be sufficient to accommodate the peak signal level without substantially increased distortion or clipping.
NOTE - The linearity range should be at least 25 dB plus ten times the common logarithm of the ratio of the integration period to
the duration of the signal.
4.3.5 Minimum bandwidth
The minimum bandwidth shall extend from the lowest frequency of interest to the highest frequency of interest.
4.3.6 Frequency weighting
Instrumentation systems which include A- and C-weighting filters shall meet the requirements of IEC 651 for type 1
instruments; they should preferably meet the requirements for type 0 instruments.
4.3.7 Filters
Octave and one-third-octave-band filters shall satisfy the requirements of IEC 1260.
NOTE - This International Standard does not specify specific frequency weightings or filtering since these will vary according to
the source and purpose of the measurement. For example, for indoor factory noise control design, octave or one-third-octave data
may be required. Frequently, A-weighting will be used to characterize a noise for purposes of environmental noise assessment or
hearing conservation. In some countries, Al-weighted sound pressure levels are used to quantify general, impulsive sound
sources. In some countries, C-weighting is used for outdoor characterization of high-energy impulsive sound sources such as
artillery and sonic booms. In many countries, the peak C-weighted instantaneous sound pressure level is specified for rating
impulsive sound, for example, in the European Community Machinery Directive 89/392/EEC.[40]
.
44 Determination of measurement system characteristics
Guidance on determination of measurement system characteristics is given in annex C.
45 . Instrumentation
4.51 Requirements
4.5.1.1 Sound level meters and similar measurement devices shall comply with the type 1 requirements of IEC 651
and IEC 804 and should comply with the additional requirements of annex D. If a digital or analogue recording
instrument is used for (intermediate) storage, it shall have a bandwidth meeting the requirements of 4.2.5 and 4.3.5.
NOTES
of IEC 804 are preferred for integrated measurements because of their dynamic
Instruments ng the requirements
range.
2 When the impulses are short, the maximum value of the time- and frequency-weighted sound pressure level can be estimated
directly from a sound level meter provided that the impulse duration (including virtually all reflected and reverberant sound) is
shorter than 0,2 z, where z is the time constant of the time weighting (z = 35 ms for time weighting I, z = 125 ms for time
1000 ms = 1 s for time weighting S).
weighting F, z=
Conversion to a single-event sound exposure level (SEL) can be estimated by adding
10 Ig
For example, for A-weighted events,
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IS0 10843: 1997(E)
- for time weighting I: L’*E, Is = LIp~lrnax - 14,6 dB
- for time weighting F: L>E Is = L’p~~max - 9 dB
,
- for time weighting S: Lit=, ls = L;I*srnax
This method of determining the sound exposure level for short-duration impulsive sounds makes use of the fact that an “RC”
network with time constant z acts like an integrator during its initial transient response. When using this method to measure the
SEL of a short-duration transient, it is particularly important to ensure that the sound level meter time-weighting network truly
approximates an RC averaging network, and that the time constant is accurately known. As indicated above, any error in
specifying the time constant directly results in a corresponding error in the calculated sound exposure level. Requirements for
these time-weighting networks are given in IEC 651 and in annex D.
4.5.1.2 For the measurements of peak sound pressure level or maximum (frequency-weighted) sound pressure level,
a sound level meter or similar device shall be equipped with “HOLD” circuitry.
4.5.2 Microphone size and orientation
The diameter and orientation of the microphone are important when measuring short-duration impulsive sounds. Small-
diameter microphones should be used in order to limit the transit time of the wave across the sensing surface; use of
microphones larger than type WS2 according to IEC 1094-4 should be avoided. The microphone should be such that
its flattest response is for grazing incidence (i.e. the P type according to IEC 1094-4), and it should be fitted with a
protection grid. The microphone should be oriented for grazing incidence. For microphones of type WS3 or smaller
(over the audio frequency range), use of a protection grid causes only slight differences. For longer duration events
such as blasts or sonic booms, adequate microphone low-frequency response is important to prevent excessive droop
and resulting error in measurement of the negative part of the signal. Microphones of type WSI may be required for
this purpose.
- If an F type microphone is used, it should be oriented for normal (0’) incidence. However, in terms of transient response
NOTE
a microphone diaphragm may ring more from transient excitation at normal incidence than from transient excitation at grazing
incidence. Hence, a P type microphone and grazing incidence is preferred.
4.5.3 Windscreens
The use of windscreens or rain covers should be avoided, if possible, when measuring impulsive noises having high-
frequency components that may be excessively absorbed by such devices. When their use is necessary, such as for
outdoor measurements, they become a part of the system and should be tested in accordance with the procedures
given in annex C.
NOTE - If the windscreen and/or rain cover do not obstruct o r in any way cha .nge the back air vent of the microphone, then it
should not be necessary to test for droop caused by windscreen and rain cover.
46 . Calibration
System calibration shall include the response of all cables, amplifiers, and accessories to be used when actual data are
taken. Calibration shall be accomplished at appropriate times to ensure that time-average sound pressure level can be
measured over the entire dynamic range within the stated tolerance of the instrument. Acceptable acoustical calibration
methods include the use of sound calibrators, acoustical shock sources, or static pressure devices. Electrical
calibration means are acceptable for field use provided an acoustical calibration is accomplished before and after field
use. Electrical signals should be inserted into the microphone input via a suitable adapter.
NOTES
ex B provides guidance on
Ann large-amplitude (above abo lut 135 dB) impulse cal ibration of sealed, low-frequency m icrophones
associated preamplifiers in
and a laboratory setting. These methods can be used before any measurement program.
measures, if the system bandwidth
2 For phase-sensitive fails to meet the requirements of 4.2.5, then laboratory measurements
of the system phase response should be performed.
8
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IS0 10843: 1997(E)
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5 Measurements
51 . General
As discussed in clause 4, system requirements are defined by the signal quantity to be measured and depend on the
characteristics of the waveform itself. For example, measurement of the rise time associated with the excitation of a
spark source requires a much shorter system rise time than does measurement of a sonic boom produced by a high-
flying supersonic aircraft. On the other hand, measurement of the A-duration of these respective signals requires a far
smaller droop for accurate measurements of a sonic boom than for measurement of the time variation of the sound
produced by the spark source.
52 . Measurement conditions
a wide variety of purposes. As discussed in the introduction, the actual measurement
Measurements can be made for
performed will change according to
(a) the measurement situation, and
(b) the physical quantities required.
For example, source emissions vary considerably based on
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10843
Première édition
1997-09-01
Acoustique - Métrique et techniques pour
le mesurage physique de bruits
impulsionnels isolés ou en courtes rafales
Acoustics - Methods for the description and physical measurement of
Sing/e impulses or series of impulses
Numéro de référence
ISO 10843: 1997(F)
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ISO 10843: 1997(F)
Page
Sommaire
Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Références normatives
.,.*. 2
3 Définitions
6
4 Caractéristiques de la chaîne de mesure et prescriptions . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 11
5 Mesurages
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6 Présentation des données
Annexes
Limites de traitement des signaux dans le mesurage et
. . . . . . . . . . . .*. 15
l’analyse de transitoires
Méthodes d’étalonnage des mircrophones pour des
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
impulsions de grande amplitude
22
Détermination des caractéristiques de la chaîne de mesure
D Caractéristiques et tolérances des pondérations
23
temporelles: S et F . . . .‘.
24
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
E
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Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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.
La Norme internationale ISO 10843 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruits.
Les annexes A à E de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
. . .
III
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@ ISO
ISO 10843:1997(F)
Introduction
01 . Objet
L’objet de la présente Norme internationale est de décrire et de spécifier
comment mesurer les bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales. Le
mesurage réel effectué varie selon le cas de mesure et les grandeurs
physiques exigées. Les caractéristiques détaillées des émissions de la
source ne font pas partie du domaine d’application de la présente Norme
internationale.
0.2 Possibilités de mesurage physique
Les possibilités de mesurage physique varient selon l’objet des mesurages
et le cas de mesure. Les mesurages peuvent ainsi porter sur des
grandeurs sensibles à la phase telles que l’amplitude de crête, le temps de
montée ou la durée, ou sur des moyennes intégrées dans le temps comme
le niveau d’exposition acoustique filtré en fréquence ou pondéré en
fréquence (par exemple, niveau d’exposition acoustique pondéré A). Ils
peuvent également être faits sur une source sonore continue ou sur une
sourde sonore transitoire. La présente Norme internationale ne traite que
des transitoires - impulsions uniques ou courtes rafales sonores. Aussi,
s’applique-t-elle à des descripteurs intégrés dans le temps, tels que
l’exposition acoustique ou l’énergie acoustique, plutôt qu’à des moyennes.
0.3 Cas de mesure
Les cas de mesure du bruit varient selon l’objet du mesurage. Trois
alternatives possibles de cas de mesure peuvent nécessiter le mesurage
de bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales. Premièrement, les
mesurages peuvent concerner des objets relatifs au lieu de travail comme
la protection auditive ou le rendement des employés, ou bien des objets
relatifs à l’environnement et au milieu de vie. Deuxièmement, les
mesurages peuvent être effectués en salle ou en plein air. Troisièmement,
les mesurages peuvent être effectués dans le but de rassembler des
données relatives aux émissions de la source ou à des fins de
caractérisation des niveaux de bruit dans l’environnement. D’autres
Normes internationales fournissent des directives pour des cas spécifiques
de mesure. II convient d’utiliser I’ISO 11200 pour les mesurages des
niveaux de pression acoustique d’émission au poste de travail et en
d’autres points spécifiés, la série ISO 3740 ou ISO 9614 pour la
détermination des niveaux de puissance acoustique des sources de bruit,
et la série ISO 1996 pour la caractérisation et le mesurage du bruit dans
l’environnement.
iv
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~~
NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 10843: 1997(F)
Acoustique - Métrique et techniques pour le mesurage physique
de bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales
Domaine d’application
1
La présente Norme internationale décrit les méthodes préconisées pour décrire et mesurer les bruits
impulsionnels isolés ou en courtes rafales, puis présenter les données correspondantes. Elle ne
propose pas de méthodes permettant d’interpréter les effets potentiels des rafales sonores sur
l’audition, la réaction des personnes ou les structures.
La présente Norme internationale est applicable aux bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales
tels que ceux produits par des explosions, des tirs d’artillerie, un bombardement et autres activités
similaires, les bangs soniques, les tirs de pistolet et de fusils, ainsi que les machines ou outils à
enfoncer par explosion.
Deux sortes différentes de mesurages sont prises en considération:
a) mesurages des paramètres sensibles à la phase, comme le niveau de la pression acoustique
maximale ou sa durée, qui caractérisent directement la variation de la pression acoustique avec le
temps; et
b) mesurages des grandeurs intégrées dans le temps telles que le niveau d’exposition acoustique ou
le niveau d’énergie acoustique pondéré en fréquence.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la
publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties
prenantes des accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.
CEI 50-801 :1994, Vocabulaire électrotechnique international - Chapitre 80 1: Acoustique et
électroacoustique.
CEI 651 :1979, Sonomètres, et son Amendement 1 :1993.
CEI 804:1985, Sonomètres intégrateurs-moyenneurs, et ses Amendements 1 :1989 et 2:1993.
Calibreurs acous tiques.
CEI 942:1988,
CEI 1260:1995, Électroacoustique - Filtres de bande d’octave et de bande d’une fraction
d’octave.
1
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ISO 10843:1997(F) @ ISO
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans la CEI 50-801 ainsi
que les suivantes s’appliquent.
c<
NOTE - Le préfixe << non >> sert à qualifier ce qui est également exprimé par un son pondéré >> ou << plat >>. Non
pondéré est peut-être le plus descriptif.
3.1 Caractéristiques d’un bruit impulsionnel
3.1.1 durée A
Temps, en secondes, requis pour que l’onde principale ou fondamentale atteigne sa pression
acoustique maximale non pondérée et revienne momentanément à zéro.
NOTES
1 Voir figure la) et annexe E, référence [25].
2 En pratique, la durée A est la durée totale s’écoulant entre le premier passage du signal à 20 dB au-dessous du niveau de
crête et le premier retour à cette valeur.
3 II convient de ne pas confondre cette notation de la durée, ainsi que celles qui figurent dans les définitions 3.1.2 et 3.1.3,
avec les pondérations A, B et C en fréquence.
3.1.2 durée B
Durée totale, en secondes, pendant laquelle l’enveloppe de fluctuation de la pression acoustique non
pondérée, à la fois en plus et en moins, dépasse un dixième de la pression acoustique maximale non
pondérée. La durée 6 comprend la durée de l’oscillation par réflexion éventuelle qui dépasse un dixième
de la pression acoustique maximale non pondérée.
Voir figure 1 b) et annexe E, référence [25].
NOTE -
3.1.3 durée C
Durée totale, en secondes, pendant laquelle l’onde principale ou fondamentale et les oscillations
suivantes, à la fois en plus et en moins, se trouvent à moins de 10 dB du niveau de pression acoustique
maximale non pondéré.
Voir figure lc) et annexe E, référence [34].
NOTE -
3.1.4 enveloppe
Ensemble des deux courbes idéales lissées joignant respectivement et effectivement les crêtes
successives, positives ou négatives, de la pression acoustique instantanée.
NOTE - Voir figure Id).
2
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ISO 10843: 1997(F)
0
7
aJ
_I
.z
t
3
0
m
t
0
.-
u:
aJ
a
Temps ------
a) Durée A, VI - to)
b) Durée B, Vi- td + (t3- t2)
c) Durée C, VI- td + (t3- td + (ts- t$ d) Enveloppe de l’onde impulsionnelle
Figure 1 - Caracatéristique d’un bruit impulsionnel
3.1.5 bruit impulsionnel
Courte rafale isolée ou série de courtes rafales de pression acoustique.
NOTE- La courbe pressio lnltemps d’une rafale isolée comporte une montée à la
pression maximale, par une
décroissance de l’enveloppe de pression.
3.1.6 pression acoustique instantanée
Différence, en pascals, entre la pression instantanée totale en un point en présence d’une onde
acoustique et la pression atmosphérique en ce point.
La pression instantanée concerne la pression telle qu’elle est mesurée par le microphone avant tout traitement du
NOTE -
signal.
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ISO 10843:1997(F)
3.1.7 niveau de pression acoustique instantanée
Dix fois le logarithme décimal du carré du rapport de la pression acoustique instantanée pondérée en
fréquence à la pression acoustique de référence, exprimé en décibels.
NOTES
1 Dans l’air, la pression acoustique de référence est de 20 FPa.
2 La pondération en fréquence est à spécifier.
3.1.8 pression acoustique de crête
Pour tout intervalle de temps spécifié, valeur maximale absolue de la pression acoustique instantanée,
en pascals, qui se produit pendant un intervalle de temps spécifié.
3.1.9 niveau de pression acoustique de crête
Dix fois le logarithme décimal du carré du rapport de la pression acoustique de crête pondérée en
fréquence à la pression acoustique de référence, exprimé en décibels.
NOTES
1 Dans l’air, la pression de référence est de 20 pPa.
2 La pondération en fréquence est à spécifier.
3.1 .lO temps de montée du signal
Temps, en secondes, nécessaire pour qu’un signal passe de 10 % à 90 % de la valeur maximale
absolue de la pression acoustique.
3.1 .ll énergie acoustique
Intégrale temporelle et spatiale de l’intensité acoustique normale à une surface imaginaire fermée, où
l’intensité acoustique est la partie réelle du produit de la pression acoustique instantanée et de la vitesse
particulaire (au même point de l’espace), exprimée en joules.
3.1 .12 niveau d’énergie acoustique
Dix fois le logarithme décimal du rapport de l’énergie acoustique à l’énergie acoustique de référence de
1 pWs, exprimé en décibels.
3.1 .13 exposition acoustique
Intégrale temporelle de la pression acoustique instantanée élevée au carré et pondérée en fréquence,
exprimée en pascals carrés secondes:
T
E = p* dt
I
0
. . .
(1)
NOTE - La pondération en fréquence est à spécifier.
4
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@ ISO ISO 10843: 1997(F)
3.1 .14 niveau d’exposition acoustique
Dix fois le logarithme décimal du rapport de l’exposition acoustique, E, a l’exposition acoustique de
référence, exprimé en décibels:
fd
. . .
LE=lotg L dB
(2)
EO
i J
NOTES
1 Dans l’air, l’exposition acoustique de référence, E,, est de 20 uPa*s.
2 La pondération en fréquence doit être spécifiée.
3 Afin d’éviter une confusion entre l’exposition des travailleurs au bruit et l’émission sonore des machines, dans la série
ISO 3740 et dans I’ISO 11200 qui sont spécifiques a l’émission sonore des machines, cette grandeur est appelée << niveau de
pression acoustique d’un événement élémentaire >>.
3.2 Caractéristiques de la chaîne de mesurage
3.2.1 largeur de bande
Gamme de fréquences, en hertz, sur laquelle la réponse d’un système à un signal d’entrée sinusoïdal se
situe entre 0 et -3 dB d’une réponse plate idéale.
NOTE - Cette définition est spécifique de la présente Norme internationale et n’est pas nécessairement conforme aux
définitions plus générales données dans d’autres Normes internationales.
3.2.2 affaissement du sommet
Quotient de la valeur (multipliée par 100) de la chute de la sortie du système linéaire en dessous de la
r
sortie finale idéale en réponse à une fonction d’entrée en échelon, par la sortie finale idéale, exp imé en
pourcentage. Ce mesurage doit être effectué en un temps égal ou supérieur à la durée du signa I
concerné.
3.2.3 plage dynamique
Différence, en décibels, entre l’amplitude maximale du signal (non pondéré), exprimée sous la forme
d’un niveau de pression acoustique pour lequel la chaîne de mesure fonctionne suivant les
spécifications du constructeur, et le niveau du bruit de fond de la chaîne de mesure (non pondéré)
exprimé sous la forme d’un niveau de pression acoustique.
NOTES
1 Aux nivea ux de p ression acoustique faibles, la gamme dynamique utile est limitée par le bruit acoustique ou par le bruit
électrique.
2 Aux niveaux de pression acoustique élevés, la gamme dynamique utile est limitée par la surcharge du microphone ou de
l’appareillage électronique.
3.2.4 dépassement
Quotient de la valeur (multipliée par 100) par laquelle le maximum de la sortie du système linéaire
dépasse la sortie finale idéale en réponse à une fonction d’entrée en échelon, par la sortie finale idéale,
exprimé en pourcentage.
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ISO 10843:1997(F)
3.2.5 vitesse de balayage
Vitesse de variation de la sortie de la chaîne de mesure, exprimée en volts par seconde.
3.2.6 limite de la vitesse de balayage
Vitesse maximale de variation de la sortie de la chaîne de mesure en réponse à une fonction d’entrée
en échelon, exprimée en volts par seconde.
3.2.7 temps de montée du système
Temps, en secondes, nécessaire pour que la sortie linéaire du système passe de 10 % à 90 % de son
amplitude finale en réponse à une fonction d’entrée en échelon.
4 Caractéristiques de la chaîne de mesure et prescriptions
4.1 Généralités
Le présent article ne spécifie pas d’instruments généraux pour mesurer le bruit impulsionnel. L’objet du
présent article est de spécifier les caractéristiques du système requises pour mesurer avec précision le
bruit impulsionnel quel que soit l’objet du mesurage.
Les caractéristiques de la chaîne de mesure et les prescriptions varient selon l’objet du mesurage. Par
exemple, un sonomètre intégrateur-moyenneur de type 1, doté d’un microphone de type WS2 conforme
à la CEI 1094-4, pourrait être utilisé pour mesurer le niveau d’exposition acoustique pondéré A d’une
courte rafale du bruit d’un marteau pneumatique. Le même sonomètre, doté d’un microphone de
type WSl , scellé, pourrait être utilisé pour mesurer lexu de pression acoustique maximale non
pondéré d’une explosion minière. Le présent article décrit les caractéristiques et la précision requises
pour le mesurage des caractéristiques de variation temporelle et intégrées sur le temps d’un bruit
impulsionnel. Ces prescriptions permettent à l’utilisateur de sélectionner et d’adapter une chaîne de
mesure à l’objet du mesurage. (Voir également annexes A et C.)
La chaîne de mesure inclut tous les équipements depuis le microphone et son écran antivent, le cas
échéant, jusqu’à l’instrument qui indique les résultats du mesurage. Lorsqu’un enregistrement
magnétique est utilisé, le système comprend l’appareil d’enregistrement et de lecture, ainsi que la bande
elle-même.
La précision du mesurage d’un bruit impulsionnel dépend des instruments utilisés, du mode opératoire
de mesurage et des caractéristiques du bruit impulsionnel particulier. L’article 5 donne des informations
sur les modes opératoires de mesurage.
4.2 Prescriptions relatives au mesurage des grandeurs sensibles à la phase
Cinq caractéristiques sont importantes pour décrire un bruit impulsionnel dans le domaine temporel : le
temps de montée du système, le dépassement, l’affaissement du sommet, la plage dynamique et la
largeur de bande. En fonction du type de bruits inpulsionnels mesuré, certaines caractéristiques
instrumentales peuvent être plus importantes que d’autres. Par exemple, un bruit dont la durée A est
longue n’a pas besoin d’être mesuré avec des instruments qui satisfont aux prescriptions du temps de
montée de 4.2.1, si seule la durée A doit être mesurée.
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ISO 10843: 1997(F)
4.2.1 Temps de montée du système
II convient que le temps de montée du système soit inférieur à un dixième du temps de montée du bruit
impulsionnel. Pour des sons dont les temps de montée sont extrêmement courts (par exemple, les
ondes de choc), il peut s’avérer impossible de satisfaire à cette recommandation.
Pour les ondes de choc dont le temps de montée est proche de zéro, l’erreur mesurage de la
NOTE - systématique de
pression de crête peut être estimée en multipliant la pression de crête indiquée par
où
est le temps de montée du système, en secondes;
est la durée A, en secondes.
Ta
La pression acoustique de crête réelle estimée est égale a Kfois la pression indiquée.
4.2.2 Dépassement
II convient que le dépassement en réponse à une fonction d’entrée en échelon soit inférieur à 5 %.
NOTE - Le dépassement est en fait une prescription instrumentale indépendante de la forme d’onde mesurée. II est inclus
ici dans un but d’exhaustivité.
4.2.3 Affaissement du sommet
L’affaissement du système en réponse à une entrée de la fonction en échelon doit être inférieur à 5 %
sur une durée égale à la durée A du signal.
4.2.4 Plage dynamique
La plage dynamique du système doit inclure au moins l’intervalle compris entre 1 dB au-dessus du
niveau de pression acoustique de crête du signal et 5 dB en dessous du niveau de pression acoustique
minimale concerné.
4.2.5 Distorsion de phase et largeur de bande
La distorsion de phase de la chaîne de mesure dans la gamme de fréquences concernée doit être
limitée à 3- 10’. Cette prescription est normalement remplie lorsque la largeur de bande inclut la gamme
de fréquences comprise entre une décade en dessous de la fréquence concernée la plus basse et une
décade au-dessus de la fréquence concernée la plus élevée. Dans le cas contraire, la distorsion de
phase de la fréquence concernée la plus élevée doit être indiquée.
NOTES
1 La réponse en phase est directem ,ent I iée a la co lmplexité des mécanismes de limitation en fréquence (électriq
,ues,
mécaniques et acoustiques) et, dans des cas compl iqués, une largeur de bande beaucoup plus grande peut être requise.
2 Pour mesurer les valeurs de crête et autres grandeurs sensibles à la phase, il convient que les filtres fonctionnent en
<< temps réel >>, qu’ils soient linéaires et que le retard de groupe soit constant. L’analyse FFT et la << reconstitution >> des filtres
ne sont pas appropriées.
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4.3 Prescriptions relatives au mesurage des grandeurs temporelles intégrées
Le présent paragraphe donne des prescriptions relatives au mesurage du niveau d’exposition
acoustique ou du niveau d’énergie acoustique.
4.3.1 Plage dynamique
La plage dynamique du système est spécifiée en 4.2.4.
4.3.2 Intégration temporelle
4.3.2.1 Périodes de temps uniques
Si le mesurage porte sur le niveau d’exposition acoustique, l’analogique de la pression acoustique
instantanée élevée au carré (pondérée en fréquence) doit être intégré sur toute la durée de l’impulsion
ou de la rafale. La durée d’intégration doit être sélectionnée de sorte que l’influence du bruit de fond sur
le niveau d’exposition acoustique mesuré soit inférieure à 0,5 dB. La durée de l’intégration doit être
mesurée avec une incertitude de k 5 %.
4.3.2.2 Périodes de temps multiples
Si le mesurage porte sur une série de bruits impulsionnels isolés, en utilisant une série de durées
d’intégration courtes pour constituer une période plus longue ou en utilisant des valeurs d’exposition
acoustique obtenues sur des durées courtes pour générer d’autres métriques, chaque période
d’intégration doit effectivement inclure le bruit impulsionnel isolé ou la rafale de bruits impulsionnels qui
lui correspond. De façon collective, les périodes d’intégration doivent être choisies de sorte que
l’influence du bruit de fond sur le niveau d’exposition acoustique total mesuré soit inférieure à 0,5 dB.
Chaque période d’intégration doit être déterminée avec une incertitude de 0,Ol %.
L’incertitude sur la durée de mesurage indiquée en 4.3.2 est indépendante de
NOTE - en fait une prescription instrumentale
la forme d’onde mesurée. Elle est inclue ici dans un but d’exhaustivité.
4.3.3 Intégration numérique
Lorsque l’intégration utilisée est numérique, il convient que la fréquence d’échantillonnage soit égale à
au moins trois fois la fréquence concernée la plus élevée.
- Laf réque lnce concernée peut ne pas inclure les
NOTE fréquences les plus élevées du si gnal. Lorsque des fréquences se
de la fréquence de Nyquist, il convient alors
situent au-delà ’ d’utiliser le filtrage pour éviter un signal à spectre replié.
4.3.4 Plage de linéarité et résolution
La plage de linéarité et la résolution doivent être conformes aux prescriptions de la CEI 651 et de la
CEI 804. La plage de linéarité doit être suffisante pour contenir l’amplitude maximale du signal sans
distorsion accrue ou écrêtage de manière substantielle.
NOTE - II convient que la plage de linéarité soit d’au moins 25 dB plus 10 fois le logarithme décimal du rapport de la durée
d’intégration à la durée du signal.
4.3.5 Largeur de bande minimale
La largeur de bande minimale doit s’étendre de la fréquence concernée la plus basse jusqu’à la
fréquence concernée la plus élevée.
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4.3.6 Pondération en fréquence
Les chaînes de mesure comportant des filtres de pondération en fréquence A et C doivent satisfaire aux
prescriptions de la CEI 651 pour des instruments de classe 1; il conviendrait qu’ils satisfassent aux
prescriptions relatives aux instruments de classe 0.
4.3.7 Filtres
Les filtres de bande d’octave et de tiers d’octave doivent satisfaire aux prescriptions de la CEI 1260.
NOTE - La présente Norme internationale ne spécifie pas de pondérations en frequence ou de filtrage spécifiques puisque
ceux-ci varient selon la source et l’objet du mesurage. Par exemple, pour concevoir un système de contrôle du bruit à l’intérieur
d’une usine, des données par octave ou par tiers d’octave peuvent être requises. La pondération A est fréquemment utilisée
pour caractériser un bruit a des fins d’évaluation du bruit dans l’environnement ou de protection de l’audition. Dans certains
pays, les niveaux de pression acoustique pondérés Al sont utilisés pour quantifier des sources générales de bruit impulsionnel.
Dans d’autres, la pondération C est utilisée pour la caractérisation en plein air de sources de bruit impulsionnel de grande
énergie, telles que l’artillerie et les bangs soniques. Dans de nombreux pays, le niveau de pression acoustique maximale
instantanée pondérée C sert à évaluer le bruit impulsionnel, par exemple, dans la Directive sur les machines 89/392/CEE de la
Communauté économique européennef401.
4.4 Détermination des caractéristiques de la chaîne de mesure
Des lignes directrices pour la détermination des caractéristiques de la chaîne de mesure sont données
dans l’annexe C.
4.5 Appareillage
4.5.1 Prescriptions
4.5.1.1 Les sonomètres et les dispositifs de mesurage similaires doivent satisfaire aux prescriptions de
classe 1 de la CEI 651 et de la CEI 804, et doivent satisfaire aux prescriptions supplémentaires de
l’annexe D. Lorsqu’un dispositif d’enregistrement numérique ou analogique est utilisé pour le stockage
(intermédiaire) d’informations, sa largeur de bande doit satisfaire aux prescriptions de 4.2.5 et 4.3.5.
NOTES
1 Les appareillages qui satisfont aux prescriptions de la CEI 804 sont préférés pour les mesurages avec i ntégration en
de leur gamme dynamique plus large.
2 Lorsque les impulsions sont courtes, la valeur maximale du niveau de pression acoustique avec pondération en fréquence
et temporelle peut être estimée directement avec un sonomètre à condition que la durée d’impulsion (y compris virtuellement
tous les sons réfléchis et réverbérés) soit inférieure a 0,2 z , où z est la constante de temps de la pondération temporelle
(z = 35 ms pour la pondération temporelle 1, z = 125 ms pour la pondération temporelle F, z = 1 000 ms = 1 s pour la
pondération temporelle S).
La conversion en niveau d’exposition acoustique pour un événement élémentaire (SEL) peut être estimée en ajoutant
10 Ig
Par exemple, pour des événements pondérés A,
LIA~ ls = L’pAlmax - 14,6 dB
- pour la pondération temporelle 1:
>
- pour la pondération temporelle F: L~E ls = L’pAFmax - 9 dB
t
- pour la pondération temporelle S: L’,+Q ls = LlpAsmax
I
détermination du niveau d’exposition acoustique pour des impulsions de courte durée utilise le 1 fait qu’u n
Cette méthode de
circuit <) avec une constante de temps z se compo rte comme un intégrateur pendant sa réponse transitoire initiale.
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ISO 10843:1997(F)
Lorsqu’on utilise cette méthode pour mesurer le SEL d’un transitoire de courte durée, il est particulièrement important de
s’assurer que le circuit de pondération temporelle du sonometre est vraiment proche d’un circuit moyenneur RC et que la
constante de temps est connue de façon précise. Comme indique précédemment, toute erreur dans la spécification de la
constante de temps aboutit directement a une erreur correspondante sur le niveau d’exposition acoustique calculé. Les
prescriptions pour ces circuits de pondération temporelle sont données dans la CEI 651 et dans l’annexe D.
4.5.1.2 Pour les mesurages du niveau de pression acoustique de crête ou maximale (pondéré en
fréquence), un sonomètre ou un dispositif similaire doit être doté d’un circuit << HOLD >>.
4.5.2 Taille et orientation des microphones
Le diamètre et l’orientation du microphone sont importants pour le mesurage des bruits impulsionnels de
courte durée. II convient d’utiliser des microphones de petit diamètre afin de limiter le temps de transit
de l’onde à travers la surface sensible, et d’éviter l’utilisation de microphones de taille supérieure à celle
du type WS2 conforme à la CEI 1094-4. II y a lieu que le microphone présente la réponse la plus plate
possible en incidence rasante (soit le type P de la CEI 1094-4) et qu’il soit doté d’une grille de
protection. II est recommandé d’orienter le microphone en incidence rasante. Lorsque le microphone est
de type WS3 ou inférieur (sur la plage des fréquences audio), l’emploi d’une grille de protection n’a que
peu d’influente. Pour des événements dont la durée est plus longue, tels que les détonations ou les
bangs soniques, une réponse du microphone adaptée aux basses fréquences est importante afin
d’éviter un affaissement trop important du sommet et une erreur aboutissant au mesurage de la partie
négative du signal. À cet effet, l’utilisation de microphones de type WSl peut être requise.
NOTE - Si le microphone utilise est de type F, il est de règle de l’orienter en incidence normale (0’). En réponse aux
transitoires, la membrane des microphones peut entrer davantage en résonance pour une excitation sous incidence normale
qu’il ne le fera pour une excitation sous incidence rasante. II est donc préconisé, sous incidence rasante, d’utiliser un
microphone de type P.
4.5.3 Écrans antivent
II convient d
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10843
Première édition
1997-09-01
Acoustique - Métrique et techniques pour
le mesurage physique de bruits
impulsionnels isolés ou en courtes rafales
Acoustics - Methods for the description and physical measurement of
Sing/e impulses or series of impulses
Numéro de référence
ISO 10843: 1997(F)
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ISO 10843: 1997(F)
Page
Sommaire
Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Références normatives
.,.*. 2
3 Définitions
6
4 Caractéristiques de la chaîne de mesure et prescriptions . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 11
5 Mesurages
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6 Présentation des données
Annexes
Limites de traitement des signaux dans le mesurage et
. . . . . . . . . . . .*. 15
l’analyse de transitoires
Méthodes d’étalonnage des mircrophones pour des
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
impulsions de grande amplitude
22
Détermination des caractéristiques de la chaîne de mesure
D Caractéristiques et tolérances des pondérations
23
temporelles: S et F . . . .‘.
24
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
E
@ ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central @ iso.ch
c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
x.400
Imprimé en Suisse
ii
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@ ISO
ISO 10843:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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.
La Norme internationale ISO 10843 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 43, Acoustique, sous-comité SC 1, Bruits.
Les annexes A à E de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
. . .
III
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@ ISO
ISO 10843:1997(F)
Introduction
01 . Objet
L’objet de la présente Norme internationale est de décrire et de spécifier
comment mesurer les bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales. Le
mesurage réel effectué varie selon le cas de mesure et les grandeurs
physiques exigées. Les caractéristiques détaillées des émissions de la
source ne font pas partie du domaine d’application de la présente Norme
internationale.
0.2 Possibilités de mesurage physique
Les possibilités de mesurage physique varient selon l’objet des mesurages
et le cas de mesure. Les mesurages peuvent ainsi porter sur des
grandeurs sensibles à la phase telles que l’amplitude de crête, le temps de
montée ou la durée, ou sur des moyennes intégrées dans le temps comme
le niveau d’exposition acoustique filtré en fréquence ou pondéré en
fréquence (par exemple, niveau d’exposition acoustique pondéré A). Ils
peuvent également être faits sur une source sonore continue ou sur une
sourde sonore transitoire. La présente Norme internationale ne traite que
des transitoires - impulsions uniques ou courtes rafales sonores. Aussi,
s’applique-t-elle à des descripteurs intégrés dans le temps, tels que
l’exposition acoustique ou l’énergie acoustique, plutôt qu’à des moyennes.
0.3 Cas de mesure
Les cas de mesure du bruit varient selon l’objet du mesurage. Trois
alternatives possibles de cas de mesure peuvent nécessiter le mesurage
de bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales. Premièrement, les
mesurages peuvent concerner des objets relatifs au lieu de travail comme
la protection auditive ou le rendement des employés, ou bien des objets
relatifs à l’environnement et au milieu de vie. Deuxièmement, les
mesurages peuvent être effectués en salle ou en plein air. Troisièmement,
les mesurages peuvent être effectués dans le but de rassembler des
données relatives aux émissions de la source ou à des fins de
caractérisation des niveaux de bruit dans l’environnement. D’autres
Normes internationales fournissent des directives pour des cas spécifiques
de mesure. II convient d’utiliser I’ISO 11200 pour les mesurages des
niveaux de pression acoustique d’émission au poste de travail et en
d’autres points spécifiés, la série ISO 3740 ou ISO 9614 pour la
détermination des niveaux de puissance acoustique des sources de bruit,
et la série ISO 1996 pour la caractérisation et le mesurage du bruit dans
l’environnement.
iv
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~~
NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 10843: 1997(F)
Acoustique - Métrique et techniques pour le mesurage physique
de bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales
Domaine d’application
1
La présente Norme internationale décrit les méthodes préconisées pour décrire et mesurer les bruits
impulsionnels isolés ou en courtes rafales, puis présenter les données correspondantes. Elle ne
propose pas de méthodes permettant d’interpréter les effets potentiels des rafales sonores sur
l’audition, la réaction des personnes ou les structures.
La présente Norme internationale est applicable aux bruits impulsionnels isolés ou en courtes rafales
tels que ceux produits par des explosions, des tirs d’artillerie, un bombardement et autres activités
similaires, les bangs soniques, les tirs de pistolet et de fusils, ainsi que les machines ou outils à
enfoncer par explosion.
Deux sortes différentes de mesurages sont prises en considération:
a) mesurages des paramètres sensibles à la phase, comme le niveau de la pression acoustique
maximale ou sa durée, qui caractérisent directement la variation de la pression acoustique avec le
temps; et
b) mesurages des grandeurs intégrées dans le temps telles que le niveau d’exposition acoustique ou
le niveau d’énergie acoustique pondéré en fréquence.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la
publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties
prenantes des accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.
CEI 50-801 :1994, Vocabulaire électrotechnique international - Chapitre 80 1: Acoustique et
électroacoustique.
CEI 651 :1979, Sonomètres, et son Amendement 1 :1993.
CEI 804:1985, Sonomètres intégrateurs-moyenneurs, et ses Amendements 1 :1989 et 2:1993.
Calibreurs acous tiques.
CEI 942:1988,
CEI 1260:1995, Électroacoustique - Filtres de bande d’octave et de bande d’une fraction
d’octave.
1
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ISO 10843:1997(F) @ ISO
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans la CEI 50-801 ainsi
que les suivantes s’appliquent.
c<
NOTE - Le préfixe << non >> sert à qualifier ce qui est également exprimé par un son pondéré >> ou << plat >>. Non
pondéré est peut-être le plus descriptif.
3.1 Caractéristiques d’un bruit impulsionnel
3.1.1 durée A
Temps, en secondes, requis pour que l’onde principale ou fondamentale atteigne sa pression
acoustique maximale non pondérée et revienne momentanément à zéro.
NOTES
1 Voir figure la) et annexe E, référence [25].
2 En pratique, la durée A est la durée totale s’écoulant entre le premier passage du signal à 20 dB au-dessous du niveau de
crête et le premier retour à cette valeur.
3 II convient de ne pas confondre cette notation de la durée, ainsi que celles qui figurent dans les définitions 3.1.2 et 3.1.3,
avec les pondérations A, B et C en fréquence.
3.1.2 durée B
Durée totale, en secondes, pendant laquelle l’enveloppe de fluctuation de la pression acoustique non
pondérée, à la fois en plus et en moins, dépasse un dixième de la pression acoustique maximale non
pondérée. La durée 6 comprend la durée de l’oscillation par réflexion éventuelle qui dépasse un dixième
de la pression acoustique maximale non pondérée.
Voir figure 1 b) et annexe E, référence [25].
NOTE -
3.1.3 durée C
Durée totale, en secondes, pendant laquelle l’onde principale ou fondamentale et les oscillations
suivantes, à la fois en plus et en moins, se trouvent à moins de 10 dB du niveau de pression acoustique
maximale non pondéré.
Voir figure lc) et annexe E, référence [34].
NOTE -
3.1.4 enveloppe
Ensemble des deux courbes idéales lissées joignant respectivement et effectivement les crêtes
successives, positives ou négatives, de la pression acoustique instantanée.
NOTE - Voir figure Id).
2
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@ ISO
ISO 10843: 1997(F)
0
7
aJ
_I
.z
t
3
0
m
t
0
.-
u:
aJ
a
Temps ------
a) Durée A, VI - to)
b) Durée B, Vi- td + (t3- t2)
c) Durée C, VI- td + (t3- td + (ts- t$ d) Enveloppe de l’onde impulsionnelle
Figure 1 - Caracatéristique d’un bruit impulsionnel
3.1.5 bruit impulsionnel
Courte rafale isolée ou série de courtes rafales de pression acoustique.
NOTE- La courbe pressio lnltemps d’une rafale isolée comporte une montée à la
pression maximale, par une
décroissance de l’enveloppe de pression.
3.1.6 pression acoustique instantanée
Différence, en pascals, entre la pression instantanée totale en un point en présence d’une onde
acoustique et la pression atmosphérique en ce point.
La pression instantanée concerne la pression telle qu’elle est mesurée par le microphone avant tout traitement du
NOTE -
signal.
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ISO 10843:1997(F)
3.1.7 niveau de pression acoustique instantanée
Dix fois le logarithme décimal du carré du rapport de la pression acoustique instantanée pondérée en
fréquence à la pression acoustique de référence, exprimé en décibels.
NOTES
1 Dans l’air, la pression acoustique de référence est de 20 FPa.
2 La pondération en fréquence est à spécifier.
3.1.8 pression acoustique de crête
Pour tout intervalle de temps spécifié, valeur maximale absolue de la pression acoustique instantanée,
en pascals, qui se produit pendant un intervalle de temps spécifié.
3.1.9 niveau de pression acoustique de crête
Dix fois le logarithme décimal du carré du rapport de la pression acoustique de crête pondérée en
fréquence à la pression acoustique de référence, exprimé en décibels.
NOTES
1 Dans l’air, la pression de référence est de 20 pPa.
2 La pondération en fréquence est à spécifier.
3.1 .lO temps de montée du signal
Temps, en secondes, nécessaire pour qu’un signal passe de 10 % à 90 % de la valeur maximale
absolue de la pression acoustique.
3.1 .ll énergie acoustique
Intégrale temporelle et spatiale de l’intensité acoustique normale à une surface imaginaire fermée, où
l’intensité acoustique est la partie réelle du produit de la pression acoustique instantanée et de la vitesse
particulaire (au même point de l’espace), exprimée en joules.
3.1 .12 niveau d’énergie acoustique
Dix fois le logarithme décimal du rapport de l’énergie acoustique à l’énergie acoustique de référence de
1 pWs, exprimé en décibels.
3.1 .13 exposition acoustique
Intégrale temporelle de la pression acoustique instantanée élevée au carré et pondérée en fréquence,
exprimée en pascals carrés secondes:
T
E = p* dt
I
0
. . .
(1)
NOTE - La pondération en fréquence est à spécifier.
4
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@ ISO ISO 10843: 1997(F)
3.1 .14 niveau d’exposition acoustique
Dix fois le logarithme décimal du rapport de l’exposition acoustique, E, a l’exposition acoustique de
référence, exprimé en décibels:
fd
. . .
LE=lotg L dB
(2)
EO
i J
NOTES
1 Dans l’air, l’exposition acoustique de référence, E,, est de 20 uPa*s.
2 La pondération en fréquence doit être spécifiée.
3 Afin d’éviter une confusion entre l’exposition des travailleurs au bruit et l’émission sonore des machines, dans la série
ISO 3740 et dans I’ISO 11200 qui sont spécifiques a l’émission sonore des machines, cette grandeur est appelée << niveau de
pression acoustique d’un événement élémentaire >>.
3.2 Caractéristiques de la chaîne de mesurage
3.2.1 largeur de bande
Gamme de fréquences, en hertz, sur laquelle la réponse d’un système à un signal d’entrée sinusoïdal se
situe entre 0 et -3 dB d’une réponse plate idéale.
NOTE - Cette définition est spécifique de la présente Norme internationale et n’est pas nécessairement conforme aux
définitions plus générales données dans d’autres Normes internationales.
3.2.2 affaissement du sommet
Quotient de la valeur (multipliée par 100) de la chute de la sortie du système linéaire en dessous de la
r
sortie finale idéale en réponse à une fonction d’entrée en échelon, par la sortie finale idéale, exp imé en
pourcentage. Ce mesurage doit être effectué en un temps égal ou supérieur à la durée du signa I
concerné.
3.2.3 plage dynamique
Différence, en décibels, entre l’amplitude maximale du signal (non pondéré), exprimée sous la forme
d’un niveau de pression acoustique pour lequel la chaîne de mesure fonctionne suivant les
spécifications du constructeur, et le niveau du bruit de fond de la chaîne de mesure (non pondéré)
exprimé sous la forme d’un niveau de pression acoustique.
NOTES
1 Aux nivea ux de p ression acoustique faibles, la gamme dynamique utile est limitée par le bruit acoustique ou par le bruit
électrique.
2 Aux niveaux de pression acoustique élevés, la gamme dynamique utile est limitée par la surcharge du microphone ou de
l’appareillage électronique.
3.2.4 dépassement
Quotient de la valeur (multipliée par 100) par laquelle le maximum de la sortie du système linéaire
dépasse la sortie finale idéale en réponse à une fonction d’entrée en échelon, par la sortie finale idéale,
exprimé en pourcentage.
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ISO 10843:1997(F)
3.2.5 vitesse de balayage
Vitesse de variation de la sortie de la chaîne de mesure, exprimée en volts par seconde.
3.2.6 limite de la vitesse de balayage
Vitesse maximale de variation de la sortie de la chaîne de mesure en réponse à une fonction d’entrée
en échelon, exprimée en volts par seconde.
3.2.7 temps de montée du système
Temps, en secondes, nécessaire pour que la sortie linéaire du système passe de 10 % à 90 % de son
amplitude finale en réponse à une fonction d’entrée en échelon.
4 Caractéristiques de la chaîne de mesure et prescriptions
4.1 Généralités
Le présent article ne spécifie pas d’instruments généraux pour mesurer le bruit impulsionnel. L’objet du
présent article est de spécifier les caractéristiques du système requises pour mesurer avec précision le
bruit impulsionnel quel que soit l’objet du mesurage.
Les caractéristiques de la chaîne de mesure et les prescriptions varient selon l’objet du mesurage. Par
exemple, un sonomètre intégrateur-moyenneur de type 1, doté d’un microphone de type WS2 conforme
à la CEI 1094-4, pourrait être utilisé pour mesurer le niveau d’exposition acoustique pondéré A d’une
courte rafale du bruit d’un marteau pneumatique. Le même sonomètre, doté d’un microphone de
type WSl , scellé, pourrait être utilisé pour mesurer lexu de pression acoustique maximale non
pondéré d’une explosion minière. Le présent article décrit les caractéristiques et la précision requises
pour le mesurage des caractéristiques de variation temporelle et intégrées sur le temps d’un bruit
impulsionnel. Ces prescriptions permettent à l’utilisateur de sélectionner et d’adapter une chaîne de
mesure à l’objet du mesurage. (Voir également annexes A et C.)
La chaîne de mesure inclut tous les équipements depuis le microphone et son écran antivent, le cas
échéant, jusqu’à l’instrument qui indique les résultats du mesurage. Lorsqu’un enregistrement
magnétique est utilisé, le système comprend l’appareil d’enregistrement et de lecture, ainsi que la bande
elle-même.
La précision du mesurage d’un bruit impulsionnel dépend des instruments utilisés, du mode opératoire
de mesurage et des caractéristiques du bruit impulsionnel particulier. L’article 5 donne des informations
sur les modes opératoires de mesurage.
4.2 Prescriptions relatives au mesurage des grandeurs sensibles à la phase
Cinq caractéristiques sont importantes pour décrire un bruit impulsionnel dans le domaine temporel : le
temps de montée du système, le dépassement, l’affaissement du sommet, la plage dynamique et la
largeur de bande. En fonction du type de bruits inpulsionnels mesuré, certaines caractéristiques
instrumentales peuvent être plus importantes que d’autres. Par exemple, un bruit dont la durée A est
longue n’a pas besoin d’être mesuré avec des instruments qui satisfont aux prescriptions du temps de
montée de 4.2.1, si seule la durée A doit être mesurée.
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ISO 10843: 1997(F)
4.2.1 Temps de montée du système
II convient que le temps de montée du système soit inférieur à un dixième du temps de montée du bruit
impulsionnel. Pour des sons dont les temps de montée sont extrêmement courts (par exemple, les
ondes de choc), il peut s’avérer impossible de satisfaire à cette recommandation.
Pour les ondes de choc dont le temps de montée est proche de zéro, l’erreur mesurage de la
NOTE - systématique de
pression de crête peut être estimée en multipliant la pression de crête indiquée par
où
est le temps de montée du système, en secondes;
est la durée A, en secondes.
Ta
La pression acoustique de crête réelle estimée est égale a Kfois la pression indiquée.
4.2.2 Dépassement
II convient que le dépassement en réponse à une fonction d’entrée en échelon soit inférieur à 5 %.
NOTE - Le dépassement est en fait une prescription instrumentale indépendante de la forme d’onde mesurée. II est inclus
ici dans un but d’exhaustivité.
4.2.3 Affaissement du sommet
L’affaissement du système en réponse à une entrée de la fonction en échelon doit être inférieur à 5 %
sur une durée égale à la durée A du signal.
4.2.4 Plage dynamique
La plage dynamique du système doit inclure au moins l’intervalle compris entre 1 dB au-dessus du
niveau de pression acoustique de crête du signal et 5 dB en dessous du niveau de pression acoustique
minimale concerné.
4.2.5 Distorsion de phase et largeur de bande
La distorsion de phase de la chaîne de mesure dans la gamme de fréquences concernée doit être
limitée à 3- 10’. Cette prescription est normalement remplie lorsque la largeur de bande inclut la gamme
de fréquences comprise entre une décade en dessous de la fréquence concernée la plus basse et une
décade au-dessus de la fréquence concernée la plus élevée. Dans le cas contraire, la distorsion de
phase de la fréquence concernée la plus élevée doit être indiquée.
NOTES
1 La réponse en phase est directem ,ent I iée a la co lmplexité des mécanismes de limitation en fréquence (électriq
,ues,
mécaniques et acoustiques) et, dans des cas compl iqués, une largeur de bande beaucoup plus grande peut être requise.
2 Pour mesurer les valeurs de crête et autres grandeurs sensibles à la phase, il convient que les filtres fonctionnent en
<< temps réel >>, qu’ils soient linéaires et que le retard de groupe soit constant. L’analyse FFT et la << reconstitution >> des filtres
ne sont pas appropriées.
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@ ISO
ISO 10843:1997(F)
4.3 Prescriptions relatives au mesurage des grandeurs temporelles intégrées
Le présent paragraphe donne des prescriptions relatives au mesurage du niveau d’exposition
acoustique ou du niveau d’énergie acoustique.
4.3.1 Plage dynamique
La plage dynamique du système est spécifiée en 4.2.4.
4.3.2 Intégration temporelle
4.3.2.1 Périodes de temps uniques
Si le mesurage porte sur le niveau d’exposition acoustique, l’analogique de la pression acoustique
instantanée élevée au carré (pondérée en fréquence) doit être intégré sur toute la durée de l’impulsion
ou de la rafale. La durée d’intégration doit être sélectionnée de sorte que l’influence du bruit de fond sur
le niveau d’exposition acoustique mesuré soit inférieure à 0,5 dB. La durée de l’intégration doit être
mesurée avec une incertitude de k 5 %.
4.3.2.2 Périodes de temps multiples
Si le mesurage porte sur une série de bruits impulsionnels isolés, en utilisant une série de durées
d’intégration courtes pour constituer une période plus longue ou en utilisant des valeurs d’exposition
acoustique obtenues sur des durées courtes pour générer d’autres métriques, chaque période
d’intégration doit effectivement inclure le bruit impulsionnel isolé ou la rafale de bruits impulsionnels qui
lui correspond. De façon collective, les périodes d’intégration doivent être choisies de sorte que
l’influence du bruit de fond sur le niveau d’exposition acoustique total mesuré soit inférieure à 0,5 dB.
Chaque période d’intégration doit être déterminée avec une incertitude de 0,Ol %.
L’incertitude sur la durée de mesurage indiquée en 4.3.2 est indépendante de
NOTE - en fait une prescription instrumentale
la forme d’onde mesurée. Elle est inclue ici dans un but d’exhaustivité.
4.3.3 Intégration numérique
Lorsque l’intégration utilisée est numérique, il convient que la fréquence d’échantillonnage soit égale à
au moins trois fois la fréquence concernée la plus élevée.
- Laf réque lnce concernée peut ne pas inclure les
NOTE fréquences les plus élevées du si gnal. Lorsque des fréquences se
de la fréquence de Nyquist, il convient alors
situent au-delà ’ d’utiliser le filtrage pour éviter un signal à spectre replié.
4.3.4 Plage de linéarité et résolution
La plage de linéarité et la résolution doivent être conformes aux prescriptions de la CEI 651 et de la
CEI 804. La plage de linéarité doit être suffisante pour contenir l’amplitude maximale du signal sans
distorsion accrue ou écrêtage de manière substantielle.
NOTE - II convient que la plage de linéarité soit d’au moins 25 dB plus 10 fois le logarithme décimal du rapport de la durée
d’intégration à la durée du signal.
4.3.5 Largeur de bande minimale
La largeur de bande minimale doit s’étendre de la fréquence concernée la plus basse jusqu’à la
fréquence concernée la plus élevée.
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4.3.6 Pondération en fréquence
Les chaînes de mesure comportant des filtres de pondération en fréquence A et C doivent satisfaire aux
prescriptions de la CEI 651 pour des instruments de classe 1; il conviendrait qu’ils satisfassent aux
prescriptions relatives aux instruments de classe 0.
4.3.7 Filtres
Les filtres de bande d’octave et de tiers d’octave doivent satisfaire aux prescriptions de la CEI 1260.
NOTE - La présente Norme internationale ne spécifie pas de pondérations en frequence ou de filtrage spécifiques puisque
ceux-ci varient selon la source et l’objet du mesurage. Par exemple, pour concevoir un système de contrôle du bruit à l’intérieur
d’une usine, des données par octave ou par tiers d’octave peuvent être requises. La pondération A est fréquemment utilisée
pour caractériser un bruit a des fins d’évaluation du bruit dans l’environnement ou de protection de l’audition. Dans certains
pays, les niveaux de pression acoustique pondérés Al sont utilisés pour quantifier des sources générales de bruit impulsionnel.
Dans d’autres, la pondération C est utilisée pour la caractérisation en plein air de sources de bruit impulsionnel de grande
énergie, telles que l’artillerie et les bangs soniques. Dans de nombreux pays, le niveau de pression acoustique maximale
instantanée pondérée C sert à évaluer le bruit impulsionnel, par exemple, dans la Directive sur les machines 89/392/CEE de la
Communauté économique européennef401.
4.4 Détermination des caractéristiques de la chaîne de mesure
Des lignes directrices pour la détermination des caractéristiques de la chaîne de mesure sont données
dans l’annexe C.
4.5 Appareillage
4.5.1 Prescriptions
4.5.1.1 Les sonomètres et les dispositifs de mesurage similaires doivent satisfaire aux prescriptions de
classe 1 de la CEI 651 et de la CEI 804, et doivent satisfaire aux prescriptions supplémentaires de
l’annexe D. Lorsqu’un dispositif d’enregistrement numérique ou analogique est utilisé pour le stockage
(intermédiaire) d’informations, sa largeur de bande doit satisfaire aux prescriptions de 4.2.5 et 4.3.5.
NOTES
1 Les appareillages qui satisfont aux prescriptions de la CEI 804 sont préférés pour les mesurages avec i ntégration en
de leur gamme dynamique plus large.
2 Lorsque les impulsions sont courtes, la valeur maximale du niveau de pression acoustique avec pondération en fréquence
et temporelle peut être estimée directement avec un sonomètre à condition que la durée d’impulsion (y compris virtuellement
tous les sons réfléchis et réverbérés) soit inférieure a 0,2 z , où z est la constante de temps de la pondération temporelle
(z = 35 ms pour la pondération temporelle 1, z = 125 ms pour la pondération temporelle F, z = 1 000 ms = 1 s pour la
pondération temporelle S).
La conversion en niveau d’exposition acoustique pour un événement élémentaire (SEL) peut être estimée en ajoutant
10 Ig
Par exemple, pour des événements pondérés A,
LIA~ ls = L’pAlmax - 14,6 dB
- pour la pondération temporelle 1:
>
- pour la pondération temporelle F: L~E ls = L’pAFmax - 9 dB
t
- pour la pondération temporelle S: L’,+Q ls = LlpAsmax
I
détermination du niveau d’exposition acoustique pour des impulsions de courte durée utilise le 1 fait qu’u n
Cette méthode de
circuit <) avec une constante de temps z se compo rte comme un intégrateur pendant sa réponse transitoire initiale.
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ISO 10843:1997(F)
Lorsqu’on utilise cette méthode pour mesurer le SEL d’un transitoire de courte durée, il est particulièrement important de
s’assurer que le circuit de pondération temporelle du sonometre est vraiment proche d’un circuit moyenneur RC et que la
constante de temps est connue de façon précise. Comme indique précédemment, toute erreur dans la spécification de la
constante de temps aboutit directement a une erreur correspondante sur le niveau d’exposition acoustique calculé. Les
prescriptions pour ces circuits de pondération temporelle sont données dans la CEI 651 et dans l’annexe D.
4.5.1.2 Pour les mesurages du niveau de pression acoustique de crête ou maximale (pondéré en
fréquence), un sonomètre ou un dispositif similaire doit être doté d’un circuit << HOLD >>.
4.5.2 Taille et orientation des microphones
Le diamètre et l’orientation du microphone sont importants pour le mesurage des bruits impulsionnels de
courte durée. II convient d’utiliser des microphones de petit diamètre afin de limiter le temps de transit
de l’onde à travers la surface sensible, et d’éviter l’utilisation de microphones de taille supérieure à celle
du type WS2 conforme à la CEI 1094-4. II y a lieu que le microphone présente la réponse la plus plate
possible en incidence rasante (soit le type P de la CEI 1094-4) et qu’il soit doté d’une grille de
protection. II est recommandé d’orienter le microphone en incidence rasante. Lorsque le microphone est
de type WS3 ou inférieur (sur la plage des fréquences audio), l’emploi d’une grille de protection n’a que
peu d’influente. Pour des événements dont la durée est plus longue, tels que les détonations ou les
bangs soniques, une réponse du microphone adaptée aux basses fréquences est importante afin
d’éviter un affaissement trop important du sommet et une erreur aboutissant au mesurage de la partie
négative du signal. À cet effet, l’utilisation de microphones de type WSl peut être requise.
NOTE - Si le microphone utilise est de type F, il est de règle de l’orienter en incidence normale (0’). En réponse aux
transitoires, la membrane des microphones peut entrer davantage en résonance pour une excitation sous incidence normale
qu’il ne le fera pour une excitation sous incidence rasante. II est donc préconisé, sous incidence rasante, d’utiliser un
microphone de type P.
4.5.3 Écrans antivent
II convient d
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST ISO 10843:2012
01-januar-2012
Akustika - Metode za opis in fizikalne meritve posameznih ali zaporednih impulzov
Acoustics - Methods for the description and physical measurement of single impulses or
series of impulses
Acoustique - Métrique et techniques pour le mesurage physique de bruits impulsionnels
isolés ou en courtes rafales
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 10843:1997
ICS:
17.140.20 Emisija hrupa naprav in Noise emitted by machines
opreme and equipment
oSIST ISO 10843:2012 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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oSIST ISO 10843:2012
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oSIST ISO 10843:2012
INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
10843
First edition
1997-09-01
Acoustics - Methods for the description
and physical measurement of single
impulses or series of impulses
Acoustique - Mtfique et techniques pour le mesufage physique de bruits
impulsionnels isol& ou en courtes fafales
Reference number
IS0 10843: 1997(E)
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Contents
1
1 Scope .
............................................................... 1
2 Normative references
2
3 Definitions .
......... 5
4 Measurement system characteristics and requirements.
........................................................................... 9
5 Measurements
6 Data presentation . 10
Annexes
A
Signal handling limitations in transient measurement and
analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 13
B Methods for the large-amplitude impulse calibration of
microphones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
............. 19
C Determination of measurement system characteristics
D Time-weighting characteristics and tolerances: S and F. . 20
E Bibliography . 21
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet central @ iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
ii
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
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 IS0 10843 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
Annexes A to E of this International Standard are for information only.
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Introduction
01 . Purpose
The purpose of this International Standard is to describe and specify the
physical measurement of single impulsive sounds or short series of impulsive
sounds. The actual measurement performed will change according to both
the measurement situation and the physical quantities required. Detailed
characterization of source emissions is beyond the scope of this standard.
02 . Physical measurement alternatives
Physical measurement alternatives will change according to the purpose of
the measurements and the measurement situation. First, measurements may
be made of phase-sensitive quantities such as peak-level, rise-time, or
duration, or measurements may be made of time-integrated quantities such
as frequency-filtered or frequency-weighted sound exposure level (e.g.
A-weighted sound exposure level). Secondly, measurements may be made
on a continuous sound source or a transient sound source. This International
Standard deals only with transients (single impulsive sounds or short series
of impulsive sounds); therefore time-integrated descriptors such as sound
exposure or sound energy, rather than time-averaged descriptors, are
applicable.
03 . Measurement situation
Noise measurement situations will change according to the purpose of the
measurement. There are three alternative pairs of measurement situations
which may require the measurement of single impulsive sounds or series of
First, measurements may be for workplace-related
impulsive sounds.
such as hearing conservation or employee efficiency, or
purposes,
measurements may be for community environmental purposes. Secondly,
measurements may be indoors or outdoors. Thirdly, measurements may be
for the purpose of gathering source-emission data, or of describing immission
levels in the community. Other International Standards provide guidance for
specific measurement situations. IS0 11200 should be used for
measurements of emission sound pressure levels at the work station and at
other specified positions; the IS0 3740 or IS0 9614 series should be used
for determination of sound power levels of noise sources; the IS0 1996
series should be used for description and measurement of environmental
sound.
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- Methods for the description and physical
Acoustics
measurement of single impulses or series of impulses
1 Scope
This International Standard describes preferred methods for the description and the physical measurement of single
impulsive sounds or short series of impulsive sounds and for the presentation of the data. It does not provide methods
for interpreting the potential effects of series of impulses of noise on hearing, community response or structures.
This International Standard applies to single impulsive sounds or short series of impulsive sounds such as those
produced by explosions, artillery fire, bombing and similar activities, sonic booms, pistol and rifle fire, and cartridge-
operated tools or machines.
Two different kinds of measurements are considered:
measurements of phase-sensitive parameters, such as peak sound pressure level and duration, that directly
a)
characterize the variation of sound pressure with time; and
measurements of time-integrated quantities such as frequency-weighted sound exposure level or sound energy
b)
level.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision,
and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain registers of
. -._.
currently valid International Standards.
I EC 50-801: 1994, International elecfrotechnical vocabulary - Chapter 80 1: Acoustics and electroacoustics
IEC 651 :I 979, Sound /eve/ meters, and its Amendment 1 :I 993.
IEC 804:1985, Integrating-averaging sound /eve/ meters, and its Amendment 1 :I 989 and Amendment 2:1993.
IEC 942: 1988, Sound calibrators.
I EC 1260: 1995, E lectroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters.
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3 Definitions
For the purpose of this International Standard, the definitions given in IEC 50-801 and the following definitions apply.
NOTE - The prefix “un” is used to denote what is also termed “lin-” or “flat-” weighted sound. Unweighted is perhaps most
descriptive.
3.1 Characteristics of an impulse noise
3.1.1 A-duration: Time, in seconds, required for the main or principal wave to reach its unweighted peak sound
pressure and return momentarily to zero.
NOTES
1 See figure 1 a) and annex E, reference [25].
2 In practice, the A-duration is the total time between the onset of a signal level 20 dB below the peak level and the first crossing
of the signal 20 dB below peak level.
3 The notation used for duration in this definition and in 3.1.2 and 3.1.3 should not be confused with the A-, B- and C-frequency
weightings.
3.1.2 B-duration: Total time, in seconds, that the envelope of unweighted sound pressure fluctuations (both positive
and negative) exceeds one tenth of the unweighted peak sound pressure, including the duration of that part of any
reflection pattern that exceeds one tenth of the unweighted peak sound pressure.
NOTE - See figure 1 b) and annex E, reference [25].
3.1.3 C-duration: Total time, in seconds, that the main or principal wave and the following oscillations, both negative
and positive, are within 10 dB of the unweighted peak sound pressure level.
NOTE - See figure 1 c) and annex E, reference [34].
3.1.4 envelope: Two idealized smooth lines which effectively join the successive positive or negative peaks of the
instantaneous sound pressure.
NOTE - See figure 1 d).
3.1.5 impulse noise: A single short burst or series of short bursts of sound pressure.
NOTE - The pressure-time history of a single burst of impulsive noise includes a rise to a peak pressure, followed bv a decav of
, ,
the pressure envelope.
3.1.6 instantaneous sound pressure: Total instantaneous pressure, in pascals, at a point il
n the presence of a
sound wave minus the atmospheric pressure at that point.
NOTE - Instantaneous pressure relates to the pressure as measured by the microphone prior to any signa processing.
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I
ill’-
III 11’1
~1/11111~~~~~
1111
/1//1
lll~
1 / \
t1 t2 t3
Time -
a) A-duration, VI - fd b) B-duration, VA- td + V3-t2)
C) C-duration, Vq - toI + (t3-f2) + (ts - t$ d) Impulse wave envelope
Figure 1 - Impulse noise characteristics
3.1.7 instantaneous sound pressure level: Ten times the common logarithm of the square of the ratio of the
frequency-weighted instantaneous sound pressure to the reference sound pressure, expressed in decibels.
NOTES
In air the reference sound pressure is 20 PPa.
1
2 The frequency weighting is to be specified.
3.1.8 peak sound pressure: For any specified time interval, the maximum absolute value of the instantaneous sound
pressure, in pascals, that occurs during a specified time interval.
3.1.9 peak sound pressure level: Ten times the common logarithm of the square of the ratio of peak frequency-
weighted sound pressure to the reference sound pressure, expressed in decibels.
NOTES
In air, the reference pressure is 20 PPa.
1
2 The frequency weighting is to be specified.
3.1 .I0 signal rise time: Time, in seconds, a signal takes to rise from 10 % to 90 % of its maximum absolute value of
the sound pressure.
3.1.11 sound energy: Time and spatial integral of the sound intensity normal to an imaginary closed surface, where
sound intensity is the real part of the product of instantaneous sound pressure and particle velocity (at the same point
in space), expressed in joules.
3
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3.1 .I2 sound energy level: Ten times the common logarithm of the ratio of sound energy to the reference sound
energy of 1 pWs, expressed in decibels
3.1 .I3 sound exposure: Time integral of frequency-weighted squared instantaneous sound pressure, expressed in
Pascal-squared seconds.
T
E . . .
(1)
0
NOTE - The frequency weighting is to be specified.
3.1.14 sound exposure level: Ten times the common logarithm of the ratio of sound exposure, E, to the reference
sound exposure, expressed in decibels.
. . .
NOTES
In air, the reference sound exposure, E,, is 20 pPa*s.
2 The frequency weighting is to be specified.
3 In order to avoid confusion between the noise exposure of workers and the noise emission from machinery, in the IS0 3740
series and IS0 11200, which are specific to machinery noise emission, this quantity is called “single-event emission sound
pressure level.”
3.2
Characteristics of the measurement system
3.2.1
bandwidth: Frequency range, in hertz, over which the response of a system to a sinusoidal input signal is within
zero to -3 dB of an ideal flat response.
NOTE - This definition is specific to the purposes of this International Standard and not necessarily in accordance with more
general definitions given in other International Standards.
3.2.2 droop: Amount by which the linear system output drops below the ideal final output in response to a step-
function input when measured at a time which equals or exceeds the duration of the signal of interest, divided by the
ideal final output and expressed as a percentage,.
3.2.3 dynamic range: Difference, in decibels, between the peak signal level (unweighted), expressed as the sound
pressure level for which the measurement system operates within the instrument manufacturers’ stated specifications,
and the measurement system background noise level (unweighted), expressed as the sound pressure level.
NOTES
At low sound pressure levels the useful dynamic range is limited by acoustic noise or by electric circuit noise.
2 At high sound pressure levels the useful dynamic range is limited overloading of the microphone or the electronic
bY
instrumentation.
3.2.4 overshoot: Amount by which the maximum of the linear system output exceeds the idealized final output in
response to a step-function input, divided by the ideal final output and expressed as a percentage.
3.2.5 slew-rate: Rate of change of the measurement system output per unit time, expressed in volts per second.
3.2.6 slew-rate limit: Maximum rate of change of the measurement system output in response to a step-function
input, expressed in volts per second.
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3.2.7 system rise time: Time, in seconds, required for the linear system output to rise from 10 % to 90 % of its final
amplitude in response to a step-function input.
4 Measurement system characteristics and requirements
41 . General
This section does not specify general instruments for measuring impulsive sound. The purpose of this section is to
specify the system characteristics required to accurately measure impulsive sound for any particular purpose.
The measurement system characteristics and requirements change according to the purpose of the measurement. For
example, a type 1 integrating-averaging sound level meter, fitted with a microphone of type WS2 according to IEC
1094-4, might be used to measure the A-weighted sound exposure level from a short burst of pneumatic-hammer
sound. The same sound level meter, fitted with a sealed microphone of type WSI, might be used to measure the
unweighted peak sound pressure level of a mining explosion. This section describes the characteristics and accuracy
required for measuring the time-varying and time-integrated characteristics of impulsive sound. These requirements
permit the user to select and tailor a measurement system to the measurement purpose. See also annexes A and C.
The measurement system includes all equipment from the microphone and its windscreen, if used, to the instrument
that indicates the results of the measurement. If tape-recording is employed, the system includes the recording and
playback equipment as well as the tape itself.
The accuracy attained in the measurement of impulsive sound depends upon the instruments used, the measurement
procedure, and the characteristics of the particular impulse sound. Information on measurement procedures is given in
clause 5.
42 . Requirements for measurement of phase-sensitive quantities
Five characteristics are important for describing an impulsive sound in the time domain: system rise time, overshoot,
droop, dynamic range and bandwidth. Depending on the type of impulsive sounds being measured, some instrument
characteristics may be more important than others. For example, an impulsive sound having a long A-duration need
not be measured with instruments which meet the rise time requirement of 4.2.1 if only the A-duration is to be
measured.
4.2.1 System rise time
The system rise time should be less than one-tenth of the rise time of the impulsive sound. For sounds having
extremely short rise times (e.g. shock waves), it may not be possible to meet this recommendation.
NOTE - For shock waves which have near-zero rise time, the systematic error in the measurement of the peak pressure may be
estimated by multiplying the indicated peak pressure by
where
T, = system rise time, in seconds;
T, = A-duration, in seconds.
That is, the estimated actual peak sound pressure equals Ktimes the indicated pressure.
4.2.2 Overshoot
The overshoot in response to a step-function input should be less than 5 %.
NOTE - Overshoot is real I y an instrument requirement which is independent of the waveform being measured. It is included here
for completeness.
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4.2.3 Droop
The system droop in response to a step-function input shall be less than 5 % during a time period equal to the A-
duration of the signal.
4.2.4 Dynamic range
The system dynamic range shall include at least the interval from 1 dB above the peak sound pressure level of the
signal to 5 dB below the minimum sound pressure level of interest.
4.2.5 Phase distortion and bandwidth
The phase distortion of the measurement system in the frequency range of interest shall be limited to + loo. This
requirement is normally fulfilled when the bandwidth includes the frequency range from one decade below the lowest
frequency of interest to one decade above the highest frequency of interest. Otherwise the phase distortion for the
highest frequency of interest shall be reported.
NOTES
1 Phase response is directly related to the complexity of the frequency limiting mechanisms (electrical, mechanical and
acoustical) and, in complicated situations, a much greater bandwidth may be required.
2 To measure peak values and other phase-sensitive quantities, filters should be operating in “real time”. Filters should be linear
and the group delay should be constant. FFf’ analysis and the “reconstitution” of filters is inappropriate.
43 . Requirements for measurement of time-integrated quantities
This subclause gives requirements for the measurement of the sound exposure level or sound energy level.
4.3.1 Dynamic range
The system dynamic range is specified in 4.2.4.
4.3.2 Time-integration
4.3.2.1 Single time periods
For measurements of sound exposure level, the analogue of the squared (frequency-weighted) instantaneous sound
pressure shall be integrated over the duration of the impulse or series of impulses of sound. The integration period shall
be selected such that the background noise influences the measured sound exposure level by less than 0,5 dB. The
duration of the integration period shall be measured to within an uncertainty of + 5 %.
4.3.2.2 Multiple time periods
For a series of separate impulsive sounds, where a series of short integration periods are used to build up a longer
period or where short duration sound exposure values are used to generate other metrics, each integration period shall
effectively include its corresponding single impulse or series of impulses of sound. Collectively, integration periods shall
be selected such that the background noise influences the total measured sound exposure level by less than 0,5 dB.
Each integration period shall be determined to an uncertainty of rf: 0,Ol %.
NOTE - The uncertainty of time measurement in 4.3.2 is really an instrument requirement which is independent of the waveform
being measured. It is included here for completeness.
4.3.3 Digital integration
If digital integration is used, the sampling rate should be at least three times the highest frequency of interest.
NOTE - It is possible that the frequency of interest does not include the highest frequencies in the signal. If frequencies exist
which are above the Nyquist frequency, then filtering should be used to prevent an aliased signal.
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4.3.4 Linearity range and resolution
Linearity range and resolution shall be in accordance with the requirements of IEC 651 and IEC 804. The linearity
range shall be sufficient to accommodate the peak signal level without substantially increased distortion or clipping.
NOTE - The linearity range should be at least 25 dB plus ten times the common logarithm of the ratio of the integration period to
the duration of the signal.
4.3.5 Minimum bandwidth
The minimum bandwidth shall extend from the lowest frequency of interest to the highest frequency of interest.
4.3.6 Frequency weighting
Instrumentation systems which include A- and C-weighting filters shall meet the requirements of IEC 651 for type 1
instruments; they should preferably meet the requirements for type 0 instruments.
4.3.7 Filters
Octave and one-third-octave-band filters shall satisfy the requirements of IEC 1260.
NOTE - This International Standard does not specify specific frequency weightings or filtering since these will vary according to
the source and purpose of the measurement. For example, for indoor factory noise control design, octave or one-third-octave data
may be required. Frequently, A-weighting will be used to characterize a noise for purposes of environmental noise assessment or
hearing conservation. In some countries, Al-weighted sound pressure levels are used to quantify general, impulsive sound
sources. In some countries, C-weighting is used for outdoor characterization of high-energy impulsive sound sources such as
artillery and sonic booms. In many countries, the peak C-weighted instantaneous sound pressure level is specified for rating
impulsive sound, for example, in the European Community Machinery Directive 89/392/EEC.[40]
.
44 Determination of measurement system characteristics
Guidance on determination of measurement system characteristics is given in annex C.
45 . Instrumentation
4.51 Requirements
4.5.1.1 Sound level meters and similar measurement devices shall comply with the type 1 requirements of IEC 651
and IEC 804 and should comply with the additional requirements of annex D. If a digital or analogue recording
instrument is used for (intermediate) storage, it shall have a bandwidth meeting the requirements of 4.2.5 and 4.3.5.
NOTES
of IEC 804 are preferred for integrated measurements because of their dynamic
Instruments ng the requirements
range.
2 When the impulses are short, the maximum value of the time- and frequency-weighted sound pressure level can be estimated
directly from a sound level meter provided that the impulse duration (including virtually all reflected and reverberant sound) is
shorter than 0,2 z, where z is the time constant of the time weighting (z = 35 ms for time weighting I, z = 125 ms for time
1000 ms = 1 s for time weighting S).
weighting F, z=
Conversion to a single-event sound exposure level (SEL) can be estimated by adding
10 Ig
For example, for A-weighted events,
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- for time weighting I: L’*E, Is = LIp~lrnax - 14,6 dB
- for time weighting F: L>E Is = L’p~~max - 9 dB
,
- for time weighting S: Lit=, ls = L;I*srnax
This method of determining the sound exposure level for short-duration impulsive sounds makes use of the fact that an “RC”
network with time constant z acts like an integrator during its initial transient response. When using this method to measure the
SEL of a short-duration transient, it is particularly important to ensure that the sound level meter time-weighting network truly
approximates an RC averaging network, and that the time constant is accurately known. As indicated above, any error in
specifying the time constant directly results in a corresponding error in the calculated sound exposure level. Requirements for
these time-weighting networks are given in IEC 651 and in annex D.
4.5.1.2 For the measurements of peak sound pressure level or maximum (frequency-weighted) sound pressure level,
a sound level meter or similar device shall be equipped with “HOLD” circuitry.
4.5.2 Microphone size and orientation
The diameter and orientation of the microphone are important when measuring short-duration impulsive sounds. Small-
diameter microphones should be used in order to limit the transit time of the wave across the sensing surface; use of
microphones larger than type WS2 according to IEC 1094-4 should be avoided. The microphone should be such that
its flattest response is for grazing incidence (i.e. the P type according to IEC 1094-4), and it should be fitted with a
protection grid. The microphone should be oriented for grazing incidence. For microphones of type WS3 or smaller
(over the audio frequency range), use of a protection grid causes only slight differences. For longer duration events
such as blasts or sonic booms, adequate microphone low-frequency response is important to prevent excessive droop
and resulting error in measurement of the negative part of the signal. Microphones of type WSI may be required for
this purpose.
- If an F type microphone is used, it should be oriented for normal (0’) incidence. However, in terms of transient response
NOTE
a microphone diaphragm may ring more from transient excitation at normal incidence than from transient excitation at grazing
incidence. Hence, a P type microphone and grazing incidence is preferred.
4.5.3 Windscreens
The use of windscreens or rain covers should be avoided, if possible, when measuring impulsive noises having high-
frequency components that may be excessively absorbed by such devices. When their use is necessary, such as for
outdoor measurements, they become a part of the system and should be tested in accordance with the procedures
given in annex C.
NOTE - If the windscreen and/or rain cover do not obstruct o r in any way cha .nge the back air vent of the microphone, then it
should not be necessary to test for droop caused by windscreen and rain cover.
46 . Calibration
System calibration shall include the response of all cables, amplifiers, and accessories to be used when actual data are
taken. Calibration shall be accomplished at appropriate times to ensure that time-average sound pressure level can be
measured over the entire dynamic range within the stated tolerance of the instrument. Acceptable acoustical calibration
methods include the use of sound calibrators, acoustical shock sources, or static pressure devices. Electrical
calibration means are acceptable for field use provided an acoustical calibration is accomplished before and after field
use. Electrical signals should be inserted into the microphone input via a suitable adapter.
NOTES
ex B provides guidance on
Ann large-amplitude (above abo lut 135 dB) impulse cal ibration of sealed, low-frequency m icrophones
associated preamplifiers in
and a laboratory setting. These methods can be used before any measurement program.
measures, if the system bandwidth
2 For phase-sensitive fails to meet the requirements of 4.2.5, then laboratory measurements
of the system phase response should be performed.
8
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5 Measurements
51 . General
As discussed in clause 4, system requirements are defined by the signal quantity to be measured and depend on the
characteristics of the waveform itself. For example, measurement of the rise time associated with the excitation of a
spark source requires a much shorter system rise time than does measurement of a sonic boom produced by a high-
flying supersonic aircraft. On the other hand, measurement of the A-duration of these respective signals requires a far
smaller droop for accurate measurements of a sonic boom than for measurement of the time variation of the sound
produced by the spark source.
52 . Measurement conditions
a wide variety of purposes. As discussed in the introduction, the actual measurement
Measurements can be made for
performed will change according to
(a) the measurement situation, and
(b) the physical quantities required.
For example, source emissions vary considerably based on the type of
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.