本文结合当前规程,分析了在动态地磅日常检定过程中动态 性能测试的一些优缺点,提出了一种较实际的动态砝码传递法和该方法可行性分析并加以探 讨,旨在补充在无法威较难按规程实施动态检定时,提供一种较可行的方法。
1.前言
交通是国民经济的动脉,交通事业的发展, 带动了国民经济的发展和贸易的活跃,贸易的活 跃推动了交通运输业的迅速发展,我国货物的很 大一部分是依靠公路运输来进行的。但是,近年 来,公路运输中车辆超限超载违法运输现象十分 严重,车辆超限超载运输不仅会损坏公路和桥梁 等基础设施,引发大量的道路交通事故,给国家 造成巨大的经济损失,而且直接导致道路运输市 场的恶性竞争和车辆生产使用秩序的混乱。为此, 从2004年6月开始,国务院办公厅联合交通部、 公安部、国家质检总局等八部委在全国范围内开 展了车辆超限超载运输的治理工作,各省也非常 重视这项工作。在过去的几年里,为高速公路、 国省道干线配置了大量的治超设备,而治超设备 中最主要的就是公路车辆动态称重系统。因此, 保证公路车辆动态称重系统称量结果的准确可靠, 是计量部门的责任。由于公路车辆动态称重系统 是近几年随着公路建设的快速发展而发展起来的 一种衡器新产品,它跟传统的静态衡器产品相比, 特别是在称量方法和量值传递上有较大的差异, 为了解决公路动态称重系统的量值传递问题,国 家质检总局先后在2003年11月24日和2006年5 月23日发布了 JJG907-2003《动态汽车衡》及 JJG907-2003《动态公路车辆自动衡器》计量检定 规程,以适应公路动态称重系统的检定要求,为 公路动态称重系统的量值准确、可靠打下了良好 的基础。
2.目前公路动态汽车衡动态检定方法的一些 优缺点
目前JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器》 计量检定规程对动态地磅动态性能的计量检定如车辆整车总重量误差主要采用各种典型参考 车辆来进行的,其方法是通过对参考车辆在规定 的运行速度下通过动态汽车衡得出参考车辆总重 量和参考车辆的约定真值比较来计算动态汽车衡 车辆总重误差,来判断该动态汽车衡动态计量性 能是否合格。而参考车辆总重的约定真值是通过 控制衡器来获得的。因此,参考车辆总重约定真 值的准确性显得非常关键。目前,从理论上讲运 用hi级静态电子汽车衡作为控制衡器,其称量准 确度应该能满足确定参考车辆总重约定真值的要 求,其优点主要表现在以下几个方面:
1)称量直接,对操作人员的要求相对简单;
2)称量迅速,便于车辆总重约定真值的快速 确定;
3)因目前控制衡器的制造技术较成熟,加上 用于计量检定的标准器是砝码,质量值相对恒定。 因此,用控制衡器来确定参考车辆总重的约定真 值其称量结果的可靠性和准确度相对较高。
但是,从目前实际运行来看,特别是在高速 公路上对公路计重收费系统的检定,用控制衡器 来确定参考车辆总重约定真值非常难。因为目前 几乎在运行的高速公路收费口勃态汽车衡安装 点附近很难找得到符合要求的控制衡器,这就 给参考车辆总重约定真值带来了很大的不便。因 此,规程规定的检测方法可操作性就相对较差。 另外,参考车辆在控制衡器上确定了约定真值后, 由于参考车辆一直处于运动中,车辆油耗的不确 定度同样影响检定的准确性,这就是用控制衡器 来确定参考车辆总重约定真值的方法对在高速公 路动态汽车衡进行动态性能检定的最大缺点。如 何对动态汽车衡的动态性能进行有效可行的检定 是本文探讨的重点。
3.基于低速条件下公路动态汽车衡动态检定方法的探讨和可行性分析
就目前在用的高速公路计重收费系统而言, 因计重系统基本上安装在收费岛的前端,因此, 车辆的过衡速度相对较低,基本上处于低速状态, 相对于较高的过衡速度来说,低速过衡其车辆对 计重系统的冲击影响要小得多,本文提出的不同 于规程的动态检定方法即标准砝码传递法就是在 过衡车辆对计重系统冲击影响量小的低速条件下 提出的。
3.1标准砝码传递法进行动态检定的检定方法
该检定方法主要采用标准砝码在参考车辆空 车检定的基础上,增加一定量的标准砝码在规定 的速度下进行检定,得出的车辆总重与在空载时 车辆总重之差和标准砝码进行比较来反映该动态地磅的动态称重误差,由于标准砝码质量值在 运动中的不变性,避免了参考车辆在运动中的油 耗不确定度影响,其量值传递的可靠性相对较高, 另外也能反映参考车辆在不同装载条件下的检定 情况,下面就选用一种三轴刚性车辆作为参考车 辆来介绍该检定方法。
3.1.1参考车辆空载时,连续在典型速度下 经过动态汽车衡至少10次,得出参考车辆空载时 —个平均值;
3.1.2根据各载荷点的要求,在参考车辆中 加载标准砝码值M后,同样按照规定的典型速度 经过动态汽车衡至少10次,测得参考车辆在加载 标准砝码后的平均值 ;
3.1.3按照下式计算动态地磅在典型速度下动态称量相对误差
按同样方法在不同的速度下进行检定可以得 出参考车辆在不同的运行速度下的动态称量误差, 该动态误差应满足规程的要求。
同样,不同的参考车辆可以按上述方法进行 检定,都会得出在不同的运行速度下的动态称量 误差,该动态误差同样应满足规程的要求。
采用标准砝码传递法进行动态检定的不 确定度分析
下面就用一台动态地磅实例进行测量不确 定度分析:
检定对象为A高速出口新安装的一台DCS-30 型动态地磅,动态分度值50kg,准确度等级为 5级。检定设备选一辆三轴刚性车,检定标准器为 M12吨标准砝码,最大允许误差为± 0.5%的低速雷 达测速仪,我们选一个典型速度点G接近于 10kmh进行分析。
3.2.1数学模型
式中:E参考车辆在典型速度运行下动态地磅的示值误差;
Tmv^1参考车辆加载砝码时在典型速度运行 下动态汽车衡的平均示值;
TmVo参考车辆空载时在典型速度运行下动 态汽车衡的平均示值;
M加载的标准砝码值。
3.2.3灵敏系数
3.2.4测量不确定度来源分析 动态地磅的示值误差测量不确定度的主要 来源跟参考车辆在空载和加载条件下的测量及所 加载的标准砝码有关。
1)表1是三轴刚性参考车辆空载时在典型速 度8?12 km/h运行下10次动态汽车衡的示值: 则单次实验标准差根据贝塞尔公式为
由平均值的实验标准差作为测量结果的标准 不确定度
2)由动态地磅分辨力所引入的不确定度分
量
三轴刚性参考车辆空载时动态地磅示值 的测量不确定度为
相对误差结果基本一致。
4.结束语
通过用标准砝码传递法对动态地磅的检定 结果及测量结果不确定度的分析,可以看出:当 使用控制衡器不方便时,用标准砝码传递法对公 路动态自动衡器的动态性能进行检定,是一种较 好的补充。