汽車轉向輪的橫向滑移量測量不確定度研究

摘 要：《機動車運行安全技術條件》規定：汽車轉向輪的橫向滑移量，用汽車側滑臺檢測時側滑量應不大于5m/km。在機動車檢測站里使用汽車側滑檢驗臺來對側滑量進行檢測。文章通過分析影響側滑測量值的因素，對汽車側滑檢驗臺（以下簡稱側滑臺）的測量結果進行不確定度評定。

關鍵詞：不確定度；數學模型；橫向滑移量；側滑檢驗臺

1 數學模型

用汽車側滑臺來測量機動車側滑量，檢驗前儀器及車輛準備如下：打開鎖止裝置，撥動滑板，儀表清零，車輛輪胎氣壓、花紋深度符合標準規定，胎面清潔。檢驗程序為：1） 車輛正直居中駛近側滑檢驗臺，并使轉向輪處于正中位置；2） 以不高于5km/h車速平穩通過側滑檢驗臺；3） 讀取最大示值。測得的側滑量數學模型為：

y=y

式中：y-側滑臺測得側滑量（m/km）

側滑量單位為m/km，與mm等同。

2 計算標準分量不確定度

2.1 側滑臺測量重復性引入的不確定度分量u1（Xi）

使用同一輛汽車按照規定檢驗要求（滑板縱向長度1000mm）進行10次獨立、等精度測量，該汽車標準側滑量為5m/km，側滑臺儀表顯示值讀數如下表。

表1 儀表顯示值

得單次測量結果的實驗標準差s為：

實際測量時，規程規定在重復條件下連續測量三次，以三次測量的算術平均值作為測量結果，則標準不確定度為

2.2 側滑臺儀表數顯量化誤差引入的不確定度分量

側滑臺儀表顯示的分辯力為0.1m/km，其量化誤差以等概率分布（矩形分布）落在寬度為■=0.05m/km的區間內。考慮其引入的標準不確定度為

2.3 由側滑臺引入的標準不確定度 為

依據JJF 1033-2008 《計量標準考核規范》的要求，當u2（Xi）分量大于u1（Xi）分量時，u2（Xi）被檢側滑臺引入的標準不確定度u（Xi），所以：

u（Xi）=0.029m/km

2.4 汽車行駛速度引入的標準不確定度分量

以不高于5km/h車速平穩通過側滑檢驗臺，車速的不同會影響側滑臺數值的采樣，按均勻分布，則

u1（X0）=■=0.013m/km

2.5 輪胎氣壓引入的標準不確定度分量u2（X0）

輪胎氣壓不符合規定，輪胎上有水、油或花紋中嵌有小石子，都會影響輪胎與滑板之間的作用力，也就影響側滑量。按均勻分布，則

u2（X0）=■=0.026m/km

2.6 側滑臺示值允許誤差引入的標準不確定度分量

側滑臺本身示值允許誤差為±0.2mm。按均勻分布，則

3 標準不確定度分量一覽表

表2 不確定度來源

4 合成標準不確定度

由于各標準不確定度分量不相關，所以

5 擴展不確定度

取k=2，故擴展不確定度為

U=uc（y×k）=0.122m/km×2≈0.24m/km

6 測量不確定度的報告

上述分析及計算按JJG1059-1999“測量不確定度評定與表示”進行。得到汽車側滑檢驗臺測量結果的擴展不確定度為：

U=0.24m/km，k=2