汽車電動門鎖動作時間測量及不確定度評定

作者/陸珉，上海恩坦華汽車門系統有限公司

汽車電動門鎖動作時間測量及不確定度評定

作者/陸珉，上海恩坦華汽車門系統有限公司

根據汽車電動門鎖在使用中的重要性，按照QC/T627-2013《汽車電動門鎖裝置》用DL850E示波記錄儀對汽車電動門鎖動作時間進行測量，并對影響測量不確定度的各種因素進行分析，總結出測量汽車電動門鎖動作時間的測量不確定度。

汽車電動門鎖；測量；裝置

引言

汽車電動門鎖是汽車側面門或后面門開啟和鎖止的機構，為了在汽車啟動及行駛過程中防止汽車門被打開必須對汽車門鎖進行上保險，在汽車到達目的地時必須對汽車門鎖進行解保險才能打開車門，汽車電動門鎖的上保險，解保險時間是考核汽車電動門鎖質量好壞的重要指標，直接關系到人們的生命和財產安全，按照QC/T627-2013《汽車電動門鎖裝置》JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》對汽車電動門鎖的上保險，解保險時間進行測量，并對測量結果進行不確定度評定。

1.測量條件

（1）測量環境：溫度23℃；濕度50%。

（2）測量樣品：同一把汽車電動門鎖。

（3）測量設備：DL850E示波記錄儀一臺，PLC控制箱一臺，高精度直流穩壓電源一臺。

（4）測量標準：QC/T627-2013《汽車電動門鎖裝置》

2.測量方法

按照QC/T627-2013《汽車電動門鎖裝置》的技術要求對汽車電動門鎖上保險和解保險動作時間進行測量，測量用汽車電動門鎖在未上保險的狀態下將汽車電動門鎖的鎖舌轉至全鎖位置。把PLC控制箱的輸入端接直流穩壓電源，PLC控制箱的輸出端接汽車電動門鎖相應的電機輸入端，控制汽車電動門鎖進行上保險和解保險工作，同時用DL850E示波記錄儀進行測量，見圖1。

圖1

汽車電動門鎖上保險時PLC控制箱按要求輸出一個200ms，12V的正向電壓使汽車電動門鎖進行上保險動作；當汽車電動門鎖中電機通電工作帶動齒輪正向運動到停止位置時電機停止轉動進入堵轉狀態，完成上保險動作。在這同時用DL850E示波記錄儀進行測量，記錄電機工作帶動齒輪正向運動時間，同樣當PLC控制箱按要求輸出一個200ms，12V的反向電壓使汽車電動門鎖進行解保險動作；當汽車電動門鎖中電機通電工作帶動齒輪反向運動到停止位置時電機停止轉動進入堵轉狀態，完成解保險動作。在這同時用DL850E示波記錄儀進行測量，記錄電機工作帶動齒輪反向運動時間，見圖2，圖中上半部分為上保險和解保險曲線，下半部分為便于計算對曲線進行了放大。

圖2

汽車電動門鎖上保險動作時間（見圖3）為曲線的峰值電流最大值Y1所對應的時間坐標X1（2.1475s）至曲線電流最小值Y2所對應的時間坐標X2（2.1900s）之間的差值ΔX（42.5ms），本次測量汽車電動門鎖上保險動作時間為42.5ms。

圖3

汽車電動門鎖上保險動作時間（見圖4）為曲線的反向峰值電流最大值Y1所對應的時間坐標X1（3.9455s）至曲線反向電流最小值Y2所對應的時間坐標X2（3.9950s）之間的差值Δ（49.5ms），本次測量汽車電動門鎖解保險動作時間為49.5ms。

圖4

汽車電動門鎖在進行上保險動作和解保險動作的過程中用DL850E示波記錄儀對電機的運動過程進行紀錄，從而測量出汽車電動門鎖的相應上保險動作和解保險動作時間（簡稱動作時間），本次只對汽車電動門鎖的上保險時間進行測量不確定度評定，汽車電動門鎖的解保險時間測量不確定度評定原理相同。

3.測量模型

式中t為汽車電動門鎖中電機的運動時間即上保險和解保險動作時間，y為DL850E示波記錄儀記錄的時間數據。本次測量活動中高精度直流穩壓電源在汽車電動門鎖上保險動作時間和解保險動作時間測量過程中只起到為汽車電動門鎖中電機兩端提供高精度直流穩壓電壓，使電機正常工作，帶動此輪運動，完成汽車電動門鎖的上保險動作和解保險動作，對汽車電動門鎖上保險動作時間和解保險動作時間影響不大，可以忽略不計。而PLC控制箱在汽車電動門鎖上保險動作時間和解保險動作時間測量過程中只起到為汽車電動門鎖中電機兩端提供正負向轉換電壓，使汽車電動門鎖中電機能夠正反向工作，帶動此輪正反向運動，從而達到汽車電動門鎖的上保險動作和解保險動作，對汽車電動門鎖上保險動作時間和解保險動作時間影響不大，也可以忽略不計，這樣在汽車電動門鎖上保險動作時間和解保險動作時間測量過程中只有DL850E示波記錄儀測出的數據了，那么我們就認為DL850E示波記錄儀測出的時間數據就是汽車電動門鎖上保險動作時間和解保險動作時間，所以得出上述測量模型。

4.標準不確定度評定

本次測量的不確定度來源于隨機因素引起的不確定度和測量設備引起不確定度，因此最終的測量不確定度為這兩項測量不確定度的合成。

■4.1 所有隨機因素引起的不確定度

即所有隨機因素引起的相對標準不確定度urel(r ep)的評定。

本次測量采用1把汽車電動門鎖重復測量10次，測量得到的結果見表1，而本次測量的隨機因素主要來源于測量的重復性，每次數值都是檢測人員靠手動操作DL850E示波記錄儀和眼睛讀取DL850E示波記錄儀屏幕時間數據。

根據貝塞爾公式計算標準偏差：

式中：

表1 重復性試驗測量結果

（1）平均值t=43.19

（2）標準偏差Si=0.64

（3）相對標準偏差S=1.47%

（4）相對標準不確定度分量urel(r ep)的評定

本次測量評定采用同一把汽車電動門鎖測量10次，故測量平均值的不確定度應除以

即所有隨機因素引起的相對標準不確定度分量為：

■4.2 測量設備引起的不確定度

本次測量主要是用DL850E示波記錄儀對汽車電動門鎖上保險和解保險動作時間進行測量，算出了DL850E示波記錄儀的不確度也就算出了設備的不確定度，下面對造成不確定度的DL850E示波記錄儀進行分析，找出各個不確定度分量，然后進行合成，得出最終的DL850E示波記錄儀的不確定度。

即DL850E示波記錄儀測量出的動作時間t相對標準不確定度分量urel(tm)的評定。

（1）DL850E示波記錄儀示值誤差帶來的相對標準不確定度urel(t1)

根據DL850E示波記錄儀拿到第三方檢測實驗室做校準，第三方檢測實驗室出具的校準報告中時間幅度不確定度為0.6%（k=2），則其相對標準不確定度為：

（2）DL850E示波記錄儀檢測設備的相對標準不確定度urel(t2)

根據DL850E示波記錄儀生產廠家出具的DL850E示波記錄儀使用說明書查出該設備的重復性為R=0.1%，則其相對標準不確定度為：

（3）DL850E示波記錄儀測量出的動作時間t的相對標準不確定度分量urel(tm)

t的相對標準不確定度分量 urel(tm)為DL850E示波記錄儀示值誤差帶來的相對標準不確定度urel(t1)和DL850E示波記錄儀檢測設備的相對標準不確定度urel(t2)的合成。

即測量設備（DL850E示波記錄儀）引起的相對標準不確定度分量為：

5.汽車電動門鎖動作時間的標準不確定度urel(tz)的評定

本次測量汽車電動門鎖動作時間的標準不確定度urel(tz)為各相對標準不確定度分量的合成，各相對標準不確定度分量見表2。

表2 動作時間的相對不確定度分量總匯

即汽車電動門鎖動作時間的標準不確定度為：

6.本次測量汽車電動門鎖動作時間的相對擴展不確定度評定

取置信概率p=95%，包含因子k=2，所以：

7.結語

從上述汽車電動門鎖動作時間測量不確定度的評定，可以得出該方式是滿足JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和QC/T627-2013《汽車電動門鎖裝置》要求，不確定因素表達全面，保證了測量的質量和可信度。

* [1]陳洪俠.電動式振動臺加速度幅值測量結果不確定度分析[J]儀器儀表標準化與計量.2017-04-26.

* [2]王武華，潘海飛.數字存儲示波器直流增益測量不確定度評定[J]計量與測試技術.2016-12-30.