固定式動態(tài)軸稱重汽車衡是我國最廣泛用于汽車收費站計量車重和監(jiān)測車輛超載的裝置。早已成為大家熟悉的計量裝置和衡器生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品。但就其校驗還有一些值得商榷的問題。
一、軸稱重汽車衡的靜態(tài)校驗
按照檢定規(guī)程,對軸稱重汽車衡首先要進行靜態(tài)稱重校驗。軸稱重汽車衡的最大稱量可達 20t。即使在對產(chǎn)品做認證時,要將 20t 砝碼放置在 3 平米多的承載器上來校驗軸汽車衡,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(xiàn)場,使用砝碼進行最大稱量校驗更是極其困難。特別在沒有專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施校驗,其校驗結(jié)果造成誤差往往與檢定規(guī)程的要求相差甚大。
我以為最合理的方法,是使用數(shù)字或無法碼校驗技術(shù)。其實此種技術(shù),近20 年來在國外已得到廣泛運用和法制部門的認可。
二、軸稱重汽車衡的動態(tài)校驗
1. 動態(tài)校驗軸稱重汽車衡的標準器,按照國際建議的規(guī)定是“雙軸剛性車輛。”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質(zhì)量和不確定值是唯一的。無論用它在何時何地來校驗靜態(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。由于車輛不可能是理想的“剛性”。車輛的“重心移動”使得用兩軸分別稱重的載荷值相加求得的“總載荷值”,在不同地點,使用不同的校驗秤對同一車輛求得的結(jié)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的水平。
下面根據(jù)用于校驗的“參考車”的數(shù)據(jù)進行分析討論。
整車稱重得到的整車靜重為 15.46t
從以上相關(guān)系數(shù)可看出車輛的車廂部分是造成“重心移動”的主要因素。根據(jù)軸 1 和軸 2,也就是兩軸車輛的前后輪,之間的相關(guān)系數(shù)值為 10.6%,說明這樣的車軸達不到理想剛性的要求。另外不同車輛的前后輪的相關(guān)系數(shù)不可能相同,這樣用不同的雙軸車輪作為檢衡的“參考車”,從理論上講已失去了標準器的一致性。不同的“參考車”檢定同一臺軸汽車衡,可以得到不同的結(jié)果,而且結(jié)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。
國外對汽車衡的校驗多年來是使用得到法制認可的專用檢定車(設(shè)備)。這不僅檢定時省時省力,而更重要的是確保檢驗結(jié)果的一致性和可重復性,值得我們參考。
由于現(xiàn)在使用的“參考車”前后輪的稱重結(jié)果的相關(guān)系數(shù)不為零(Ρ
x1·x2=10.6%),因此在計算測量誤差時,就不能像計算兩個獨立變量誤差的平方和求結(jié)果,要用下式來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,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輛重的誤差值。
2. 用“雙軸剛性車輛”作為“參考車”得到的衡器的不確定的誤差值,并
不能代表不同車型的誤差值。因此是否應用欲稱重的車輛,都應參照雙軸剛性車輛的方法選定此時的“參考車”來確定軸汽車衡的不確定度。這樣對于我國車輛種類甚多,改裝車輛層出不窮,每個廠家的產(chǎn)品都要選用不同“參考車”來做認證校驗是不容易實現(xiàn)的。
所使用的“參考車”測得數(shù)據(jù)、結(jié)果,應有記錄,以供以后考察軸汽車衡不確定性的重要參考數(shù)據(jù)。
①車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)的誤差取決于兩個主要因素;
②車輛本身的動態(tài)特性,如自振頻率等;
稱重系統(tǒng)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(jié)果也可能不同。嚴格講,在特定條件下,對秤的認證結(jié)果并不能代表該種秤在其他條件下的不確定度誤差。
三、應如何解讀對動態(tài)軸汽車衡的校驗數(shù)據(jù),是計量部門、衡器生產(chǎn)廠家甚至用戶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,車輛自身動態(tài)特性造成的誤差,往往更為顯著。作為我國動態(tài)軸稱重汽車衡,主要是設(shè)在高速路監(jiān)測車輛超載。所以我們關(guān)心的主要是根據(jù)所得到校驗誤差,如何估計偏移定法超載門限車輛的概率。在我國由于所規(guī)定的偏移門限值大,而動態(tài)軸稱量汽車衡的精度只要在門限值的十分之一就足夠了。我認為作為監(jiān)測用的動態(tài)軸稱重汽車衡主要是要求經(jīng)久耐用,并能在較長時間內(nèi)得保證其測量精度。
由上述對參考車的校驗結(jié)果可看出:
此雙軸車、能夠滿足“剛性”的要求,因為在考慮到相關(guān)系數(shù)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。
對整車稱重結(jié)果為 15.50t,與靜重差為 4.1kg,9 次測量結(jié)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(tǒng)誤差加以修正。
四、結(jié)束語
動態(tài)軸稱重汽車衡在我國已使用多年,目前已有很多廠家能夠作為定型產(chǎn)品,其生產(chǎn)數(shù)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。其實已有眾多的動態(tài)軸稱重汽車衡在現(xiàn)場使用多年。只要我國的生產(chǎn)廠家和計量部門稍加留意這些衡器在使用中出現(xiàn)的問題,總結(jié)一些校驗經(jīng)驗,就可以改進產(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,增強在國際上的話語權(quán)。