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振動/聲量

領域名稱

振動及聲量

領域簡介

振動與聲量領域主要負責建立並維持國家最高量測標準,以滿足產業對於量測準確性與追溯性的需求。本領域提供多種感測器與儀器之校正與驗證服務,涵蓋加速度計、振動計、麥克風、聲音校正器、噪音計及訊號分析儀等。相關產品廣泛應用於資通訊、消費性電子、精密製造、環境監測、交通運輸、建築聲學及能源等產業。

本領域具備完善的振動與聲學計量技術,研發工作以提升我國量測技術能力為核心,致力於協助產業解決關鍵技術挑戰,並可提供以下服務:

    1. 感測器與儀器之振動加速度、速度與位移校正
    2. 設備診斷、結構健康監測及微振動分析等量測技術應用
    3. 結構與系統之動態特性分析
    4. 麥克風與聲量量測設備之校正及性能驗證
    5. 環境與機械噪音評估服務
    6. 建築聲量及環境噪音控制相關之聲量材料特性測試(如傳遞損失、吸音係數等)
    7. 音頻設備之頻率響應與訊號失真度測試
    8. 振動/聲量量測系統開發與建置

為確保技術能力與國際接軌,本領域定期參與國際比對與同儕評鑑,持續維持計量標準之國際等同,為我國產業提供可靠之量測追溯基礎。

查看登錄於國際度量衡局網站之校正與量測能力(BIPM CMCs)
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服務項目

    • 校正服務:提供振動及聲量等相關參數之校正服務。
    • 振動量測服務:提供振動計、振動校正器、地震儀、振動/衝擊試驗機等設備的量測與測試服務。
    • 聲量量測服務:提供麥克風、噪音計、音量測量儀、噪音分析儀、聽力計、粉紅噪音產生器、參考音源及人耳模擬量測系統等設備的量測與測試服務,並涵蓋產品頻率響應、失真度、聲功率、聲壓位準等特性測試,以及材料吸音率量測。
    • 聲場測試服務:提供背景噪音測試、逆平方法量測、隔音性能評估及環境修正值測試等聲場性能測試與評估服務。
    • 現場振動與噪音測試服務:提供廠房微振動測試、高鐵與捷運引致環境振動/噪音測試、風力發電機噪音測試、建築隔音測試等現場測試與評估服務。

校正服務

 聲量標準

  • 麥克風校正

麥克風校正系統包含耦合腔、訊號產生器、實驗室標準麥克風與工作標準麥克風等設備,主要提供壓力場與自由場兩種音場環境之校正服務。
壓力場校正依方法不同區分為互換法與比較法,前者用於實驗室標準麥克風之音壓靈敏度校正,系統標準可追溯至國際單位制(SI),為我國聲量量測領域之原級標準;後者則應用於工作標準麥克風之校正。
自由場靈敏度校正則於無響室中進行,模擬自由音場環境,同樣依據不同方法分為互換法與比較法。
可提供校正之儀器包括1英吋、1/2英吋及1/4英吋等不同尺寸之電容式麥克風。校正範圍如下:

 儀器  校正範圍
電容式麥克風
(音壓靈敏度)
互換法
1英吋(符合IEC 61094-1 LS1):
  • 1/3八音度,頻率:20 Hz至12.5 kHz
  • 1/1八音度,頻率:31.5 Hz至8 kHz
1/2英吋(符合IEC 61094-1 LS2):
  • 1/3八音度,頻率:10 Hz至25 kHz
  • 1/1八音度,頻率:16 Hz至16 kHz
比較法
1英吋(符合IEC 61094-1 LS1 and 61094-4 WS1):
  • 頻率20 Hz至12.5 kHz
1/2英吋(符合IEC 61094-1 LS2 and 61094-4 WS2):
  • 頻率20 Hz至20 kHz
1/4英吋(符合IEC 61094-4 WS3)
  • 頻率:20 Hz至20 kHz
 電容式麥克風
(自由場靈敏度)
互換法
1英吋(符合IEC 61094-1 LS1):
  • 1/3八音度,頻率:1 kHz至10 kHz
1/2英吋(符合IEC 61094-1 LS2):
  • 1/3八音度,頻率:1 kHz至40 kHz

比較法:
1/2英吋(符合IEC 61094-1 LS2與IEC 61094-4 WS2):
  • 1/3八音度,頻率:250 Hz至40 kHz
  • 聲音校正器/噪音計校正

聲音校正器/噪音計校正系統包含訊號產生器、量測放大器、精密衰減器與標準麥克風等儀器,透過內插電壓法進行校正作業。利用內插電壓技術,於標準麥克風端插入電壓,量測插入電壓之值與麥克風的音壓靈敏度值相比較計算,進而計算出待校聲音校正器的音壓值。可提供校正服務之儀器包含聲音校正器、活塞式校正器與噪音計等。校正範圍如下:

儀器 校正範圍
聲音校正器 (90 to 120) dB re 20 μPa (31.5 Hz至16 kHz)
活塞式校正器 (90 to 130) dB re 20 μPa (250 Hz)
噪音計

頻率 250 Hz (124 dB)或1 kHz (94 dB or 114 dB)

頻率 31.5 Hz至 16 kHz(94 dB or 104 dB or 114 dB)

 振動標準

  • 中高頻振動校正

中高頻振動校正系統包含雷射干涉模組、激振器、標準加速規等儀器,依據不同校正方法,提供雷射干涉法與比較法之校正服務:

  • 雷射干涉法:利用氦氖(He-Ne)雷射干涉技術量測激振器輸入的位移量,並換算為加速度值,結合加速規之電壓輸出,以計算其靈敏度。該方法可分為條紋計數法與正弦逼近法兩種校正方式,系統之標準可追溯至長度、時間與電量標準(SI單位),屬於原級標準。
  • 比較校正法:透過背對背的安裝方式,使待校加速規與標準加速規固定於激振器上,藉由比較兩者的電壓輸出計算靈敏度。標準由標準加速規傳遞而來,可提供校正之儀器包括壓電式加速規、壓阻式加速規及振動計。校正範圍如下:
儀器 校正範圍

標準加速規

條紋計數法:50 Hz至700 Hz
正弦逼近法:50 Hz至10 kHz
電荷放大器 10 Hz至10 kHz
壓阻式加速規、壓電式加速規 比較法:50 Hz至7 kHz
振動計 加速度:50 Hz至5 kHz;速度:50 Hz至2 kHz;位移:50 Hz至 200 Hz
  • 低頻振動校正

低頻振動量測標準系統包含穩頻雷射、水平激振器與低頻標準加速規等設備。依據校正方法,可分為正弦逼近法與比較法:

  • 正弦逼近法:透過正弦逼近法量測頻率與相位特性,適用於0.1 Hz至160 Hz範圍內的低頻振動感測器校正。提供低頻標準加速規的校正服務。
  • 比較法:將待校加速規與標準加速規一同固定於低頻激振器上,藉由比較兩者的電壓輸出,以計算待校加速規的靈敏度。可提供低頻加速規與振動計的校正服務。校正範圍如下:
儀器 校正範圍

低頻標準加速規

正弦逼近法:0.1 Hz至160 Hz

低頻加速規 比較法:0.5 Hz至160 Hz
振動計 3.15 Hz至50 Hz
  • 衝擊振動校正

衝擊振動量測標準系統包含衝擊振動激發模組、雷射干涉儀與標準加速規等設備,提供壓阻式加速規與壓電式加速規的衝擊振動校正服務。
根據校正方法的不同,校正程序可分為相位運算法與比較法:

  • 相位運算法:運用雙通道雷射干涉訊號相位運算技術,針對加速規在不同衝擊加速度條件下進行電壓靈敏度校正。該系統的標準件可追溯至長度、時間與電壓標準(SI單位),屬於原級標準。
  • 比較法:透過標準加速規與待校加速規同時受相同衝擊力作用,同步量測其輸出訊號,並根據標準加速規已知的靈敏度,以及兩者的輸出峰值比值計算待校加速規之靈敏度。校正範圍如下:
儀器 校正範圍
壓阻式加速規、壓電式加速規 200 m/s2 to 10,000 m/s2之電壓靈敏度