動(dòng)態(tài)汽車衡計(jì)量誤差的原因及預(yù)防措施研究

馮凱飛 劉昭陽 李健

摘 要：靜態(tài)汽車衡是公路運(yùn)輸貨物計(jì)量的主要手段。但是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工作效率的提高，靜態(tài)稱重已無法滿足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和貿(mào)易量不斷增加的需要，動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)已經(jīng)成為各行各業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中不可缺少的計(jì)量手段，這就產(chǎn)生了對動(dòng)態(tài)車輛進(jìn)行計(jì)量的需求，動(dòng)態(tài)汽車衡應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)汽車衡；檢定；誤差控制

前言

汽車衡在稱重時(shí)，汽車對衡器經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生各種額外的力，如汽車上、下秤時(shí)的水平?jīng)_擊力、汽車在秤臺(tái)上剎車時(shí)產(chǎn)生的剎車力、載重汽車前進(jìn)產(chǎn)生的反作用力等；還有個(gè)別司機(jī)通過走S、跳秤等手法，企圖達(dá)到作弊的目的，從而使秤體產(chǎn)生晃動(dòng)，影響稱重。因此縮短示值穩(wěn)定時(shí)間，快速準(zhǔn)確讀取稱重示值就成為衡器設(shè)計(jì)與使用的重要課題。為了保證汽車衡在使用過程中時(shí)刻處于最佳狀態(tài)，除了選用高可靠性的稱重傳感器外，設(shè)計(jì)合理的限位裝置可以限制秤臺(tái)的搖晃，減少傳感器的偏載，成為提高稱重精度的重要途徑。根據(jù)汽車衡的使用情況不同，限位裝置可以設(shè)計(jì)成不同的形式。一般要求限位裝置有足夠的強(qiáng)度，能承受較大的水平?jīng)_擊力，有效限制秤體晃動(dòng)幅度，使秤體快速復(fù)位，且盡量不產(chǎn)生豎直方向的分力。限位裝置如果設(shè)計(jì)不合理，在稱重過程中會(huì)給衡器帶來額外附加力，從而影響稱量準(zhǔn)確度，造成誤差。

1 動(dòng)態(tài)汽車衡

動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器（Automatic instrumentsfor weighing road vehicles in motion）是對英文的直譯，在我國將動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器簡稱為動(dòng)態(tài)汽車衡，這種衡器從稱量方式上可分為二大類。

1）第一類采用的是對車輛整車進(jìn)行稱量的形式，這種形式稱量的結(jié)果是動(dòng)態(tài)車輛的整車重量，稱量不出車輛的軸載荷。這類動(dòng)態(tài)汽車衡承載器是單一的載荷承載器，其定義是“可同時(shí)承受車輛上的所有車輪，對車輛進(jìn)行整車稱量的載荷承載器”，我們稱之為整車稱量的動(dòng)態(tài)汽車衡；

2）第二類采用的是對車輛軸載荷進(jìn)行稱量的形式，這種軸進(jìn)行稱量的動(dòng)態(tài)汽車衡，我們稱之為動(dòng)態(tài)軸重衡。我國目前對動(dòng)態(tài)汽車衡檢定的依據(jù)是JJG907—2006動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器。根據(jù)規(guī)定，對一臺(tái)動(dòng)態(tài)汽車衡進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)態(tài)檢定時(shí)，除了雙軸剛性車輛外至少應(yīng)有兩種不同類型的參考車輛，以適用于不同的軸結(jié)構(gòu)、牽引車/掛車結(jié)構(gòu)、牽引車/掛車連接及懸掛系統(tǒng)。車輛應(yīng)從下列三種中至少選擇二種：

a.一輛三軸/四軸的剛性車輛；

b.一輛至少四軸的鉸鏈掛車；

c.一輛雙軸/三軸剛性車輛，再加掛一輛兩軸/三軸的拖車。

日常檢定中，對于雙軸剛性車輛，應(yīng)在每種速度下至少運(yùn)行10次，對于除雙軸剛性車輛之外的其它參考車輛，應(yīng)在典型運(yùn)行速度下至少運(yùn)行10次，在其它速度下至少運(yùn)行10次。所以，檢定一臺(tái)動(dòng)態(tài)汽車衡，參考車輛要運(yùn)行接近100次，數(shù)據(jù)量大，同時(shí)計(jì)算公式較多，在計(jì)算修正值和最大允許誤差時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，效率低下。

2 各種限位裝置的性能分析

2.1 四角八位碰撞式限位裝置

這種限位裝置是在衡器的四角設(shè)置四處縱向限位和四處橫向限位，也即“四角八位”碰撞式限位?？v向（載重汽車的行駛方向）限位器和橫向限位器均是在汽車衡的秤臺(tái)下面設(shè)置一個(gè)限位板，限位板安裝一個(gè)可調(diào)螺栓，螺栓頭正對基礎(chǔ)中的預(yù)埋板（即撞塊）。

2.2 中間縱向限位裝置

上述的四角碰撞式縱向限位結(jié)構(gòu)，受熱脹冷縮影響比較嚴(yán)重。比如21m的秤臺(tái)，在溫差30°的情況下，熱脹冷縮量可達(dá)8mm左右。如果在秤臺(tái)縱向的中間位置左右兩側(cè)各增加一處雙向碰撞式限位，這樣由于兩個(gè)限位之間秤體結(jié)構(gòu)尺寸很小，其熱脹冷縮量也很小，所以可以不用隨季節(jié)變化進(jìn)行間隙調(diào)整。這種限位是在秤臺(tái)的中間傳感器的兩側(cè)立板上分別設(shè)置安裝孔，用以安裝限位螺栓，限位螺栓穿過兩塊耳板的過孔，螺栓與耳板之間留一定的間隙δn。用于限制秤體位移量。缺點(diǎn)是對秤臺(tái)和基礎(chǔ)制作要求比較高，基礎(chǔ)預(yù)埋板上的兩個(gè)耳板的孔與秤臺(tái)上立板的孔對正困難，甚至耳板需要等秤體安裝完成后配焊才能達(dá)到要求，常常會(huì)使工期拖長。

2.3 拉桿式縱向限位裝置

拉桿限位一般設(shè)置在秤臺(tái)的四角，用于限制秤體的縱向位移。拉桿越長，拉桿與秤臺(tái)的平行度越容易保證，若完全平行，汽車衡稱重時(shí)，拉桿限位產(chǎn)生的垂直分力就為零，因此稱量精度就越高。但是對于室外安裝的秤體，由于熱脹冷縮嚴(yán)重，常常拉桿和秤體、基礎(chǔ)之間會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，會(huì)造成很大的稱量誤差。

2.4 中間拉桿限位

為了克服四角拉桿限位受熱脹冷縮影響比較嚴(yán)重的缺點(diǎn)，可以將拉桿限位布置于秤體中央，這樣由于拉桿長度較短，前后拉桿之間秤體部分長度也很短，因此其幾乎不受熱脹冷縮的影響。

3 用Excel實(shí)現(xiàn)最大允許誤差的計(jì)算

1）雙軸剛性參考車輛，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的單軸載荷示值與靜態(tài)單軸載荷的約定真值之間的最大差值應(yīng)不超過下述中較大的數(shù)值：a）將數(shù)值化整到最接近的分度值；b）若首次檢定為1個(gè)分度值（d），在使用中為2個(gè)分度值（2d）；

2）對于除雙軸剛性參考車輛之外的其它所有的參考車輛，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)記錄的單軸載荷與單軸載荷修正平均值之間的差值，以及動(dòng)態(tài)試驗(yàn)記錄的軸組載荷與軸組載荷修正平均值之間的差值應(yīng)不超過下述中較大的數(shù)值：a）將數(shù)值化整到最接近的分度值；b）若首次檢定為1d×n；在使用中為2d×n。其中：n為軸組中軸的數(shù)量，例如當(dāng)單軸時(shí)n=1；

4 實(shí)例計(jì)算

以單軸車輛為例，根據(jù)技術(shù)要求，我們首先要計(jì)算出的是每個(gè)準(zhǔn)確度等級對應(yīng)的表1 至表3 中的值，使用判斷選擇函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

然后，我們使用此值和分度值的商進(jìn)行比較計(jì)算，如果商的整數(shù)部分等于0，那么最大允許誤差就是分度值，如果整數(shù)部分表

5 結(jié)論

用Excel計(jì)算動(dòng)態(tài)汽車衡檢定數(shù)據(jù)，用此方法進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，大大提高了工作效率，降低了出錯(cuò)率。

參考文獻(xiàn)

[1]JJG907—2006動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器[S].北京：中國計(jì)量出版社.2006

[2]OIMLR134—2006動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器