在工業設備、家用電器與汽車 NVH（Noise, Vibration, Harshness）研發中，噪聲與振動是重要的性能指標。溫度是影響機械結構剛度、潤滑特性、材料聲學參數和電子元器件工作狀態的關鍵因素，進而會改變噪聲的頻率分布、聲壓級和振動幅值。 高低溫試驗箱能夠在實驗室中精準模擬不同溫度環境，為研究溫度對電機、風扇、汽車部件噪聲與振動特性的影響提供可控、可重復的測試條件。

一、測試原理

溫度對機械系統的影響

材料剛度變化：溫度升高會降低金屬或塑料構件的剛度，改變固有頻率，從而影響共振頻率與噪聲峰值。

潤滑特性變化：潤滑油黏度隨溫度變化，影響摩擦噪聲與振動水平。

電機磁性能變化：溫升會改變電機磁場強度與電流特性，影響電磁噪聲。

風扇氣動特性：空氣密度隨溫度變化，影響風扇負載與氣動噪聲。

高低溫試驗箱的作用

可在設定溫度范圍內（如 -40?℃～+150?℃）對樣品進行穩態溫度保持或溫度循環。

配合噪聲與振動采集系統（如麥克風陣列、加速度傳感器、數據采集儀），同步記錄不同溫度下的聲壓級（dB）、頻譜特性和振動幅值。

二、典型測試流程

樣品安裝與傳感器布置

將電機、風扇或汽車部件（如發動機冷卻風扇、水泵、變速箱齒輪組件）安裝在隔振平臺上，連接負載或驅動系統。

布置噪聲測點（按標準，如 ISO 3744/3745）與振動測點（軸承座、外殼關鍵點）。

溫度條件設定

低溫測試：如 -30?℃、 -20?℃、 -10?℃，保溫 1?h 以上，待樣品溫度均衡。

常溫對照：23?℃±2?℃（基準條件）。

高溫測試：如 60?℃、 80?℃、 120?℃，保溫穩定后測試。

可加入溫度循環：如 -20?℃?+80?℃，觀察熱脹冷縮對噪聲振動的瞬態影響。

運行與數據采集

按額定工況運行樣品（恒定轉速、負載）。

同步采集：

聲壓級（A/C/Z 加權）

1/3 倍頻程頻譜

振動加速度/速度/位移（時域與頻域）

每個溫度點至少采集 3 組數據取平均，減少隨機誤差。

數據分析

對比不同溫度下的總體聲壓級變化趨勢（dB 增減）。

分析特征頻率噪聲變化（如電機電磁噪聲、風扇葉片通過頻率、齒輪嚙合頻率）。

關聯振動幅值變化與噪聲變化，判斷主導噪聲源（結構噪聲 or 氣動噪聲）。

建立溫度—噪聲/振動特性曲線，用于產品設計與工況評估。

三、應用價值

提前識別溫度敏感噪聲源：在設計階段發現高溫或低溫下噪聲異常，優化材料、結構或控制策略。

提升產品環境適應性：確保電機、風扇、汽車部件在寒區或熱帶地區使用時噪聲性能達標。

支持 NVH 仿真標定：為 CAE 噪聲振動仿真模型提供實驗驗證數據。

加速可靠性驗證：短時間模擬多年溫度循環對噪聲特性的影響，縮短研發周期。

四、注意事項

溫度均衡：每次測試前確保樣品內部與表面溫度達到設定值，避免測試數據受殘余熱量影響。

傳感器環境防護：高溫測試時需使用耐高溫麥克風與加速度計，或加裝隔熱防護罩。

背景噪聲控制：高低溫箱與實驗室背景噪聲應低于被測信號 10?dB 以上，必要時做背景扣除。

安全與冷凝：低溫測試防止樣品表面結露影響電氣性能；高溫測試注意防燙與設備散熱。

五、結論

高低溫試驗箱通過在不同溫度條件下對電機、風扇、汽車部件進行噪聲與振動特性測試，能夠定量分析溫度對聲壓級、頻譜特性及振動幅值的影響，為產品研發提供環境適應性與 NVH 性能的可靠數據支撐，是噪聲與振動研究中的環境模擬工具。