第三章 實驗計畫與結果
第一節 全無響室量測系統
(一)全無響室
本所全無響室主要用途可依據 ISO 3745 等規範進行聲源或 發聲元件產品之聲功率量測，以及聲音傳播、方向性、噪音改 善前後及聲場品質主觀評價等實驗研究， 其室內淨容積為 1072m3，截止頻率為63Hz，量測頻率範圍為 63Hz～10 k Hz，
背景噪音等級NR-5(3.38dBA)。
其構造體為30 cm 厚之鋼筋混凝土結構，採用垂直共振頻率 3Hz 之隔振系統，吸音楔選用耐燃一級之岩綿材料，吸音率達 99％以上，長度達到截止頻率之需求。在與基地面同高位置架設 由鋼索組成之懸網地板，可承受150 kg/m2以上之均佈重，懸網 地板中央處6 m×6 m 及往雙開門 1.2 m 寬之走道，設置格柵地板，
容許載重200 kg/m2。建置獨立控溫濕度空調及排煙系統，並符 合相關規範背景噪音之要求，並裝設0.5 噸雙向天車、軌道系統，
方便作業。
圖3-1.1 本所全無響室
（資料來源：本研究拍攝）
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(二)微音器量測系統
（資料來源：本研究整理）
自由音場微音器
1.共 20 組，量測系統可追朔至國 家標準實驗室
2.符合 IEC 60651 Type1 3.型式:1/2”電容式 4.音場特性:自由音場 5.極化電壓:200V 6.靈敏度:50 mV/Pa 7.頻率範圍:10～20 k Hz 8.動態範圍:20～145 dB 微音器前置放大器
1.共 20 組，配合微音器使用 2.公稱直徑:1/2”
3.頻率範圍:10～200 k Hz
4.雜訊位準:滿足微音器之動態範 圍
5.接頭型式:7PIN 微音器轉接頭 微音器校正器
1.共 1 組，量測系統可追朔至國家 標準實驗室
2.符合 IEC 60942 Class1 校正器之 規範
3.聲壓位準: 94 dB 4.位準精度:≦±0.3 dB 5.頻率:1 k Hz
6.頻率精度:≦±1％
7.適用微音器轉接頭:1/4”、1/2”、1”
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(三) 20 頻道資料收集器含訊號產生器
可用來同步擷取 20 支微音器量測系統的聲壓訊號，經過適 當的處理便可得到聲場總量(Overall)、1/3 Octave 倍頻、即時(Real Time)等數值。本研究所採用之儀器為 Brüel & Kjæ r 公司產品，
其性能如下：
(1) 輸入頻道：20 訊道以上。
(2) 輸入接頭：7 PIN 微音器轉接頭及 BNC 式接頭
(3) 7 PIN 微音器轉接頭輸入接頭需提供 200V 極化電壓。
(4) 輸入位準：10 mV～5V
(5) 頻率範圍：＞20KHz，需具備 Antialiasing 濾波功能。
(6) 高通濾波頻率：DC、0.7Hz、7Hz、22.4Hz 相當或更多選擇 (7) 分析方法：需可執行 Real Time(即時)、 1/1 Octave、1/3 Octave
倍頻分析，Overall 總量分析與 FFT 窄頻分析。
(8) 1/1 Octave 及 1/3 Octave 倍頻分析方法需符合 IEC 61260−1995 Class 1 及 ANSI S1.11 –1986 Type 1 之規範，Overall 總量分析 符合IEC 60651 Type 1 之規範。
(9) 即時頻寬：20KHz/Channel 以上。
(10)可連結所內既有之分析系統微音器、音源系統進行建築相關 音響性能量測。
(11)可連結所內既有分析用網路系統，進行相關實驗室之資料傳 輸與分析。
(12)平均模式：Fast、Slow、Linear(Octave 倍頻分析及 Overall 總 量分析)或 Exponential、Linear、Peak(FFT 分析)。
(13)頻率加權：A、C 及 Linear。
(14)分析參數：Auto spectrum、Cross spectrum、Intensity spectrum 或更多。
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圖 3-1.2 20 頻道資料收集器含訊號產生器
（資料來源：本研究拍攝）
(四)標準參考聲源
(1) 符合 ISO 3741 及 ISO 6926 之規範。
(2) 頻率範圍:100～20 k Hz (3) 聲功率為準:≧90 dB(A)
圖3-1.3 標準參考聲源
（資料來源：本研究拍攝）
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二、實驗條件與程序：
(一)環境需求
實驗前一個小時須將空調打開，並將實驗室內之溫度設定在 15 ℃到 30 ℃、濕度設定在 30% RH 到 50% RH 之間，試驗過 程之溫、濕度的變動控制在±1℃及±5 %RH 範圍內，以滿足 ISO 3741 之規定。
表 3-1.1 ISO 3741 規定之溫(濕)度變動範圍 溫度(Θ)
範圍
相對濕度(φ)範圍
φ＜30％ 30％≦φ＜50％ φ≧50％
-5≦Θ＜10 ±1℃、±3 %RH ±1℃、±5 %RH ±3℃、±10 %RH 10≦Θ＜20 ±1℃、±3 %RH ±3℃、±5 %RH ±3℃、±10 %RH 20≦Θ＜50 ±2℃、±3 %RH ±5℃、±5 %RH ±5℃、±10 %RH (二)實驗佈置
(1) 微音器及待測聲源架設位置：
20 支微音器參照 ISO3745 規範依序放置，球心點為待測 聲源擺放位置，其中 r 為球型半徑(量測半徑設定為 1m)，擺放 位置如圖 3-1.4 所示。
圖3-1.4 微音器及待測聲源架設位置
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(2) 微音器、聲源及儀器接線確認：
全無響室接線盒及 20 隻微音器皆有固定編號，將微音器 依照編號正確的接至接線盒裡，確定卡榫是否固定。聲源線亦 接至接線盒中，將接頭正確插入聲源孔，依序打開 20 頻道資 料收集器含訊號產生器、網路分路器(Hub) 、分析用電腦及監 視系統，並確認無誤後即可進行試驗。
圖3-1.5 微音器、聲源及儀器接線
（資料來源：本研究整理）
(三)實驗程序
(1) 微音器查核：
將 1/2” 微音器校正器套至欲查核之微音器上，並開啓 1 k Hz 聲源，查核結果其 Gain Adjust 值必須在允收條件之間方可 視為合格，若超過範圍可先拆除微音器再重新安裝查驗，若還 是不合格則應更換微音器。
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圖3-1.6 開啟校正器聲源
（資料來源：本研究拍攝）
(2) 背景噪音量測與修正：
在 ISO 3744、ISO 3745 及 ISO 3746 使用聲壓法計算聲功 率之方式中，均提出背景噪音修正 K1，意即由量測表面之聲 壓值計算待測物之聲功率位準時，需將背景噪音納入修正。而 背景噪音之修正量與修正要求往往取決於無響室之背景噪音 量與待測物之聲壓值，若背景噪音聲壓位準高於待測物聲壓位 準減 6 dB，量測的頻帶聲壓位準必須依表 3-1.2 之背景噪音的 影響作修正。
表3-1.2 背景噪音聲壓位準的修正
量測聲源操作下的聲壓位準量測值 與單獨背景噪音聲壓位準間的差
(dB)
量測到含有聲源操作之聲壓位準要 減去的修正值，以獲得相當於聲源
單獨操作時的聲壓位準 (dB)
6 1.3
7 1
8 0.8
9 0.6
10 0.4
11 0.3
無響室聲場性能驗證與應用之研究 壓位準Lpf(Sound pressure level, SPL)，單位為分貝(dB)。其計 算公式如下：
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S0=1 m2
B=測試環境價之大氣壓力，單位 Pa B0=參考大氣壓力，1.01325 x 105 Pa θ=測試環境之溫度，℃
(4) K2環境影響修正：
先依據 ISO 3745 規範量測得到各頻帶之參考音源聲功率 值 Lw*，再與參考音源校正值(Lwr)相減，所得之值依序填入自 動化操作軟體，即可完成環境影響修正。
圖 3-1.7 K2環境影響修正
（資料來源：本研究整理）
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