固定式動(dòng)態(tài)軸稱(chēng)重汽車(chē)衡是我國最廣泛用于汽車(chē)收費站計量車(chē)重和監測車(chē)輛超載的裝置。早已成為大家熟悉的計量裝置和衡器生產(chǎn)廠(chǎng)家的定型產(chǎn)品。但就其校驗還有一些值得商榷的問(wèn)題。
一、軸稱(chēng)重汽車(chē)衡的靜態(tài)校驗
按照檢定規程,對軸稱(chēng)重汽車(chē)衡首先要進(jìn)行靜態(tài)稱(chēng)重校驗。軸稱(chēng)重汽車(chē)衡的最大稱(chēng)量可達 20t。即使在對產(chǎn)品做認證時(shí),要將 20t 砝碼放置在 3 平米多的承載器上來(lái)校驗軸汽車(chē)衡,也是一件不太容易、具有一定危險的操作。至于在高速公路收費口現場(chǎng),使用砝碼進(jìn)行最大稱(chēng)量校驗更是極其困難。特別在沒(méi)有專(zhuān)用吊裝砝碼裝置的情況下,幾乎是難以完成的。通常我們大多是使用很少量的砝碼實(shí)施校驗,其校驗結果造成誤差往往與檢定規程的要求相差甚大。
我以為最合理的方法,是使用數字或無(wú)法碼校驗技術(shù)。其實(shí)此種技術(shù),近20 年來(lái)在國外已得到廣泛運用和法制部門(mén)的認可。
二、軸稱(chēng)重汽車(chē)衡的動(dòng)態(tài)校驗
1. 動(dòng)態(tài)校驗軸稱(chēng)重汽車(chē)衡的標準器,按照國際建議的規定是“雙軸剛性車(chē)輛。”這與靜態(tài)衡器核定用的標準器——砝碼相比較,其嚴格性有較大差異,砝碼作為標準器其標稱(chēng)質(zhì)量和不確定值是唯一的。無(wú)論用它在何時(shí)何地來(lái)校驗靜態(tài)衡器,其不確定值或誤差是一致的、可重復的。而“雙軸剛性車(chē)輛”作為“靜態(tài)參考軸載荷值”,在此種情況下,是很難保證所測得軸重載荷作為“約定真值(Conventional true value)”的一致性。由于車(chē)輛不可能是理想的“剛性”。車(chē)輛的“重心移動(dòng)”使得用兩軸分別稱(chēng)重的載荷值相加求得的“總載荷值”,在不同地點(diǎn),使用不同的校驗秤對同一車(chē)輛求得的結果的唯一性,與砝碼相比是有更大
的隨意性。其誤差與砝碼誤差值的重復性相比不在同等級別,也很難達到軌道衡標準橋衡車(chē)的水平。
下面根據用于校驗的“參考車(chē)”的數據進(jìn)行分析討論。
整車(chē)稱(chēng)重得到的整車(chē)靜重為 15.46t
從以上相關(guān)系數可看出車(chē)輛的車(chē)廂部分是造成“重心移動(dòng)”的主要因素。根據軸 1 和軸 2,也就是兩軸車(chē)輛的前后輪,之間的相關(guān)系數值為 10.6%,說(shuō)明這樣的車(chē)軸達不到理想剛性的要求。另外不同車(chē)輛的前后輪的相關(guān)系數不可能相同,這樣用不同的雙軸車(chē)輪作為檢衡的“參考車(chē)”,從理論上講已失去了標準器的一致性。不同的“參考車(chē)”檢定同一臺軸汽車(chē)衡,可以得到不同的結果,而且結果間的差異也是不可控和不可知的。這從理論上已違反了對計量器具的根本要求。
國外對汽車(chē)衡的校驗多年來(lái)是使用得到法制認可的專(zhuān)用檢定車(chē)(設備)。這不僅檢定時(shí)省時(shí)省力,而更重要的是確保檢驗結果的一致性和可重復性,值得我們參考。
由于現在使用的“參考車(chē)”前后輪的稱(chēng)重結果的相關(guān)系數不為零(Ρ
x1·x2=10.6%),因此在計算測量誤差時(shí),就不能像計算兩個(gè)獨立變量誤差的平方和求結果,要用下式來(lái)計算合成不確定度的誤差值:
而不計相關(guān)量的影響
σ =19.83kg
由此可見(jiàn),在考慮到前后輪相關(guān)影響計量得到的誤差值,更接近由兩軸相加求得車(chē)輛重的誤差值。
2. 用“雙軸剛性車(chē)輛”作為“參考車(chē)”得到的衡器的不確定的誤差值,并
不能代表不同車(chē)型的誤差值。因此是否應用欲稱(chēng)重的車(chē)輛,都應參照雙軸剛性車(chē)輛的方法選定此時(shí)的“參考車(chē)”來(lái)確定軸汽車(chē)衡的不確定度。這樣對于我國車(chē)輛種類(lèi)甚多,改裝車(chē)輛層出不窮,每個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品都要選用不同“參考車(chē)”來(lái)做認證校驗是不容易實(shí)現的。
所使用的“參考車(chē)”測得數據、結果,應有記錄,以供以后考察軸汽車(chē)衡不確定性的重要參考數據。
①車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統的誤差取決于兩個(gè)主要因素;
②車(chē)輛本身的動(dòng)態(tài)特性,如自振頻率等;
稱(chēng)重系統的固有偏差。此項偏差,不僅包括衡器本身的不確定性,而且與秤臺兩端路面的平直度、粗糙度有密切關(guān)系。同一臺秤安裝條件不同,其測量結果也可能不同。嚴格講,在特定條件下,對秤的認證結果并不能代表該種秤在其他條件下的不確定度誤差。
三、應如何解讀對動(dòng)態(tài)軸汽車(chē)衡的校驗數據,是計量部門(mén)、衡器生產(chǎn)廠(chǎng)家甚至用戶(hù)都應有所了解和認知。
如前所述,與靜態(tài)秤的測定誤差不同,除衡器本身的固有誤差外,車(chē)輛自身動(dòng)態(tài)特性造成的誤差,往往更為顯著(zhù)。作為我國動(dòng)態(tài)軸稱(chēng)重汽車(chē)衡,主要是設在高速路監測車(chē)輛超載。所以我們關(guān)心的主要是根據所得到校驗誤差,如何估計偏移定法超載門(mén)限車(chē)輛的概率。在我國由于所規定的偏移門(mén)限值大,而動(dòng)態(tài)軸稱(chēng)量汽車(chē)衡的精度只要在門(mén)限值的十分之一就足夠了。我認為作為監測用的動(dòng)態(tài)軸稱(chēng)重汽車(chē)衡主要是要求經(jīng)久耐用,并能在較長(cháng)時(shí)間內得保證其測量精度。
由上述對參考車(chē)的校驗結果可看出:
此雙軸車(chē)、能夠滿(mǎn)足“剛性”的要求,因為在考慮到相關(guān)系數求得的標準差(σ =20.8kg),與不計相關(guān)誤差影響的標準差(σ =19.8kg)相差很小。
對整車(chē)稱(chēng)重結果為 15.50t,與靜重差為 4.1kg,9 次測量結果的標準差為σ=20.8kg,相對誤差為 0.14%。與靜重之間的差值,是可視為系統誤差加以修正。
四、結束語(yǔ)
動(dòng)態(tài)軸稱(chēng)重汽車(chē)衡在我國已使用多年,目前已有很多廠(chǎng)家能夠作為定型產(chǎn)品,其生產(chǎn)數量在全世界也可能是最多的國家。但也和我國生產(chǎn)的衡器和應變傳感器一樣,是生產(chǎn)大國而不是生產(chǎn)強國。其實(shí)已有眾多的動(dòng)態(tài)軸稱(chēng)重汽車(chē)衡在現場(chǎng)使用多年。只要我國的生產(chǎn)廠(chǎng)家和計量部門(mén)稍加留意這些衡器在使用中出現的問(wèn)題,總結一些校驗經(jīng)驗,就可以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,并且在國際上對此衡器提出我們修改國際建議的意見(jiàn),增強在國際上的話(huà)語(yǔ)權。