第三章 緩衝材動態剛性實驗檢測方法與規範
第三節 量測設備建置與規劃
100kpa s m
r 時，動態剛性實驗值無須修正s/ st/，意即實驗所得結果無須 做流阻修正；而當側向流阻值100kpas/m2 r 10kpas/m2時，須依據材料之 側向流阻 r 來進行修正，此時動態剛性值修正為s/ st/ sa/，sa/為流阻修正項；
而當流阻值r10kpas/m2時，動態剛性實驗值無須修正s/ st/。
第三節 量測設備建置與規劃
本節將就本所音響實驗室現有儀器設施，進行相關規劃及所須增購之相關量 測設備整合內容，與相關量測系統作介紹，分為量測系統與各別儀器規格作說明 介紹。
一、量測系統規劃
由前面之介紹可知，樓板緩衝材動態剛性量測方式為採單自由度系統，以衝擊力 源輸入系統後，需同時量測輸入及輸出兩組訊號，以求得系統之頻率反應函數，
實驗之流程整理如圖3-4所示
圖 3- 4 橡膠緩衝材動態剛性實驗量測流程圖
第三章 緩衝材動態剛性實驗檢測方法與規範
23
聲壓法隔音、樓板衝擊音隔音及吸音材吸音係數實驗檢測等使用，該儀器並搭配 原廠之PULSE訊號量測分析軟體，因原儀器設計架構為開放式，具有搭配不同感 測器或量測器，即可提供不同之量測所須功能，經參考橡膠緩衝材動態剛性之實 驗量測原理及相關方法後，本研究就量測系統作一整體規劃，相關規劃內容如圖 3-15所示
圖 3- 5 橡膠緩衝材動態剛性實驗量測系統建置項目 (資料來源: B&K 及本研究整理)
在實驗室現有設備中，以訊號擷取之分析儀與PULSE軟體可繼續延用，另為量測 系統之頻率反應函數頻譜圖，需新增包含衝擊錘、加速規、加速規較正器、訊號 線及試體平台等項目，其中衝擊錘用於產生系統之衝擊外力(亦即理論中之脈衝 函數 (t)外力)，由於推求反應函數須有輸入訊號，故衝擊錘上亦配有量測用加 速規，另外於量測為系統位移反應之加速規亦須增購，加速規黏貼方式規劃上以 磁石黏貼於量測試體上；另因加速規為主要量測感測器，故須配置加速規較正器 以供量測前作加速規較正，以確保量測數據之正確性。
二、量測設備規格之擬定規劃
由前之討論內容，目前動態剛性量測設備可區分為新增類及現有設備沿用整 合2大類，各項建構需求整理如表3-2所示
樓板緩衝材動態剛性實驗量測技術之研究
表 3- 2 性能實驗中心橡膠緩衝材動態剛性設備建置規畫表
(資料來源:本研究整理)
上表中之紅色圈部分之設備，包含衝擊錘、加速規及訊號線、加速規校正器、試 體固定盤與夾具，其中試體固定盤系供試體固定，須為金屬材質。
經考量現有設備後，增購之緩衝材動態剛性量測設備(加速規、衝擊錘含力 轉換器、加速規校正器)需與本實驗室現有頻譜分析儀 (廠牌型號：Brüel & Kjær TYPE 3160-A、3050-A、3032A、3109)及PULSE量測軟體系統相容，使用量測軟體 連線進行實驗資料量測、擷取與分析，另參酌CNS16022/ISO 9052-1規範量測性 能需求後，本研究就相關動態剛性量測儀器規格研擬如下
(一) 加速規(Accelerometer) 1.重量:小於5公克(gram)。
2.感度:9~12 mV/g @159.2Hz
3.頻率範圍：0.2 Hz至5800 Hz (Amplitude ±10％) 或更寬
4.最大運作加速度(Max operational continuous sinusoidal acceleration) ：
±650 g以上
5.自噪聲(Noise)：小於6.5µg/√Hz @100 Hz
6.最大承受衝擊(Maximum non-destructive shock)：不小於5000 g (二) 衝擊錘(Impact hammers)含力轉換器
1.感度：1~1.25 mV/N
第三章 緩衝材動態剛性實驗檢測方法與規範
25
3.最大受力(Maximum force compression)：大於8000 N 4.全標度輸出電壓(Full scale output voltage)：5V±10 % (三) 加速規校正器
1.校正頻率：159.15 Hz±0.02 % 2.校正加速度：10 ms-2 ±3 % (RMS) 3.校正速度：10 mms-1 ±3 % (RMS) 4.校正位移：10 μm ±3 % (RMS) 5.失真度(Distortion)：小於7 %
6.最大負載(Maximum load)：大於60 gram (四) 載重板及固定盤
1.載重板為正方形金屬板，長寬尺寸分別為(200±3) mm x (200±3) mm，平面度 (Flatness)≦ ±0.5 mm。
2. 固 定 盤 為實 驗 時供 安 置 試體 進 行 試驗使 用 ， 重量 大 於 100 kg ， 平 面 度 (Flatness)≦ ±0.5 mm。長寬尺寸需大於200 x 200 mm。
以上就新增之儀器所需規格內容做研擬。另本所現有之訊號分析儀功能做簡單說 明，其硬體包含網路通信模組Type7536及6通道輸入模組Type3032A，網路通信模 組Type7536及4通道輸入/2通道輸出模組Type3109，分析頻率範圍>20 KHz，具備 Antialising 濾波功能。分析模式可執行Real time（即時）1/1 Octave，1/3 Octave，
Overall（總量）分析及FFT分析。此可搭配新購之衝擊錘、加速規等進行訊號量
由單自由度震動系統之理論，由式(2-11)可利用測得之共振頻率值計算出系 統之彈性係數，但於測試規範中所要求取之目標為單位面積之彈性係數，故需除 以試體面積 s ，可將動態剛性st/公式寫為
t/ z 4 2mt/
fz 2 ss k (2-12)
上式中參數mt/為單位面積作用於緩衝材之質量，其為
s
mt/ m (2-13) 在實驗中此作用於緩衝材質量即為實驗壓重塊，另於CNS16022/ISO 9052-1規範 中，規定量測點位數量需至少3個點位。
27