动态汽车衡示值误差测量不确定度评定研究

随着社会的不断发展，动态汽车衡作为一种先进的全自动称重计量机电一体化设备,其示值误差测量的不确定度评定对动态汽车衡的准确性提高有着重要的意义。本文对动态汽车衡示值误差测量不确定度评定进行了探讨。

动态汽车衡的误差测量不确定度的评定依据《动态公路车辆自动衡器》在测量的过程中选择合适的环境，其测试对象以单轴最大称量为 30t 的动态汽车衡分度值 e 为 20kg（动态称量最大允许误差：±5%）为例。其测量过程主要如下：静态测量过程是采用递增的方法从零点开始向承载器上加载标准砝码至最大称量，完成加载过程中的不同检定点的检定、校准、检测；然后采用递减的方法从最大称量卸载至零点，完成卸载过程不同检定点的检定、校准、检测。动态测量过程是已知质量的参考车辆以缓慢均匀的速度通过动态汽车衡，动态汽车衡的示值显示部分显示该参考车辆的单轴质量值和整车总重质量值，重复此过程，共测量 10 次，其算术平均值就是该参考车辆质量的示值。

1 .动态汽车衡示值测量的不确定度影响因素

1.1 静态试验的影响

影响动态汽车衡的静态试验测量不确定度来源有:（1）标准器(砝码)的质量值不准；（2）动态汽车衡数字示值的分辨率；（3）相同条件下动态汽车衡静态测量的重复性；（4）测量方法与规定的测量方法和程序的不一致性；（5）人员误差的存在；（6）环境对测量结果的影响。在参考条件下环境是相对稳定的,可不必考虑上述不确定度来源中影响较小的（4）,（5）,（6）条,只考虑砝码的示值不准和动态汽车衡数字示值分辨率的影响。

1.2 动态试验的影响

影响动态汽车衡的动态试验的测量不确定度来源有:（1）控制衡器的示值不准;（2）控制衡器数字示值的分辨率;（3）由被测衡器数字示值分辨率;（4）测量方法与规定的测量方法和程序的不一致性;（5）人员误差的存在;（6）环境(如地面)对测量结果的影响;（7）运行速度的不均匀引起示值不准;（8）车辆带来的示值不准。在参考条件下环境是相对稳定的,可不必考虑上述不确定度来源中影响较小的（4）、（5）条,而（6）、（7）、（8）条又应当在试验中尽可能的减少也暂不考虑,只考虑控制衡器的示值不准、控制衡器数字示值的分辨率和相同条件下动态汽车衡的重复性的影响。

2.动态汽车衡测量不确定度的评定

2.1 静态试验

静态试验的数学模型 E=I+e/2–M-△m。式中：E 为示值误差；I 为被测衡器测量值；e 为被测动态汽车衡的分度值；为砝码真实值；△m 为附加砝码的质量值。

2.1.1砝码引入的不确定度评定

标准砝码质量的标准不确定度由标准砝码的扩展不确定度 U 和包含因子 k（通常 k=2）的商得到 u(m)=U/k。若检定证书中未给出标准砝码质量的扩展不确定度，以标准砝码质量不确定度的极限值代替，即 U=∣MPE∣/3。

（1）所用标准器是 M12 等级标准砝码根据 JJG99-2006《砝码》检定规程可知，1000kgM12 等

级标准砝码扩展不确定度极限值为 U（m）=30g,k=2,那么

30000kgM12 等级标准砝码扩展不确定度为 U（m）=0.9kg,k=2，

则标准砝码引入的不确定度：u(m1)=0.9÷2=0.45kg。

（2）由附加砝码引入的不确定度分量 u(△m)采用 B 类方法进行评定

所用标准器是 M1 等级标准砝码，根据 JJG99-2006《砝码》检定规程可知，2kgM1 等级标准砝码扩展不确定度极限值为 U（m）=0.03g，k=2,以最多加载 15 个附加砝码计算那么 30kgM1 等级标准砝码扩展不确定度为（Um）=0.45g,k=2,

则标准砝码引入的不确定度：u(△m)=0.45÷2=0.22g。

由附加砝码引入的不确定度分量远远小于有标准砝码引入的不确定度分量可以忽略不计，则：u(m)=u(m1)=0.45kg。

2.1.2 动态汽车衡数字示值分辨率引入的不确定度评定

采用“闪变点”法，其数字示值的分辨力为 0.1 倍的检定分度值，以分辨力的区间半宽度作为最大允许误差，服从

2.2 动态试验

单轴载荷误差是指动态汽车衡称出的单轴数次称量的轴重示值与单轴静态称量的约定真值之差。数学模型：

Ex=Xi- M 。式中：Ex——单轴称量示值误差；Xi——数次称

量的单轴质量平均示值； M —单轴载约定真值。

整车总重量的误差是动态汽车衡称出的整车总重量示值与整车静态称量确定的参考车辆总重量约定真值之差。数学模型：Etmv=TMV-TMVref。式中：Etmv——整车称量示值误差；TMV——为衡器显示的整车总重量；TMVref——为整车静态称量确定的参考车辆总重量约定真值。

2.2.1 最大允许误差的引入不确定度评定以参考车重为 30T，轴载荷为 10T 的三轴刚性车辆，准确度为 10 级的动态汽车衡（动态最大允许误差为：±5%），控制器为 MAX=30T,e=20kg,这样控制器在 30T 称量处静态最大允许误差为：±1.5e，在 10T 称量处静态最大允许误差为：±1.0e。车辆总重由动态汽车衡的（控制衡器）的最大允许误差引入的测量不确定度分量为 17.3kg。车辆轴载荷由动态汽车衡的（控制衡器）的最大允许误差引入的测量不确定度分量为 11.6kg。

2.2.2 显示分度值的引入评定

因控制衡器的分度值是 20kg，无论在 10T 还是 30T 称量处均可采用“闪变点”法，其数字示值的分辨率为 0.1e，则(M)=0.29δ=0.58kg

2.2.3 重复性引入的不确定度评定

对被测动态汽车衡用检衡车进行 10 次独立称量测试其结果如表 2。

3.结束语

综上所述，通过对动态汽车衡示值误差测量的影响因素分析，从静态试验和动态试验各个因素的引入不确定度的评定来以单轴称量为 30t 的例子来简单分析了动态汽车衡示值误差的不确定度评定来作了探讨。