淺談車輛整車稱重均衡試驗臺稱重部分的校準

王文斌

摘 要：車輛整車稱重均衡試驗臺是高速動車整車試驗中的一項重要的檢測設備，是為檢驗動車上所安裝設備是否均衡、如何配重提供真實可靠數據的。高速動車整車的均衡性好壞直接影響將來車輛在高速運行及高速彎道運行時的行車安全。高速鐵路的運行速度由200公里、250公里、300公里至今已經提速至350公里，上線試驗速度已經達到創紀錄的416公里，大大超過飛機的起飛速度。因此，按期及時對均衡試驗臺的校準極其重要。本文所要討論的均衡試驗臺稱重部分校準過程中，傳統的用標準砝碼做標準器直接檢定的方法所存在的不方便及安全隱患，新校準方法的優點可行性及認可。

關鍵詞：車輛整車稱重均衡試驗臺；標準器；方法；可行性及認

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.219

車輛整車稱重均衡試驗臺，雖然不是一個新生的檢測設備，但其重要性隨著鐵路幾次大提速凸顯出來。整車的均衡性將直接影響到車輛在高速行駛中的安全，關乎成百上千乘客的人身安全及國家財產的安全。如此重要設備的示值準確與否，關系重大。

1 車輛整車稱重均衡試驗臺的校準

針對目前公司使用的幾臺車輛整車稱重均衡試驗臺，在檢定校準過程中出現的一些現象，提出以下探討。

1.1 使用標準砝碼對該試驗臺稱重部分進行檢定存在的問題

該試驗臺與傳統的汽車地中衡、鐵路軌道衡是有較大區別，它是由八個獨立稱重的臺面組成。但是，其稱重臺面極小，滿足不了大噸位的砝碼添加載荷。因此使用標準砝碼等方法對該試驗臺進行檢定，并不是唯一的方法。

原因：由于該試驗臺由八個獨立稱重的臺面組成，單個稱重額定載荷為十噸，也就是說，稱重臺面小，額定載荷大，勢必要用噸量級的標準砝碼進行檢定。由于稱重臺面小，在加裝臨時專用輔助臺面時，其安裝、拆卸耗時長、工作強度大、保證不了標準砝碼的垂直力；在加裝標準砝碼時，起重吊車回旋半徑較大，對相鄰工作臺位的正常生產作業有較大的影響。并且在疊加標準砝碼時，尤其在滿量程時對試驗臺的傳感器造成較大的沖擊過載，極易損傷傳感器。并且難以確定在稱重點的中心位置施力，重復性很難保證。疊加后，砝碼堆很不穩定，安全隱患極大，對工作人員及設備易造成嚴重危害。卸載砝碼亦如此。同時檢測用時過長，嚴重影響生產周期。

1.2 利用高等級標準測力傳感器的校準裝置代替標準砝碼對該試驗臺稱重部分進行校準的優點

本校準裝置是借鑒試驗機的校準的施力方法與車輛整車稱重均衡試驗臺的實際情況相結合而研制的。主要是由經過國家計量院檢定合格的高精度測力傳感器、液壓加載千斤頂、秤重靴、加載連桿、可調式承重龍門架等部件組成。

（1）覆蓋精度符合要求：該型號稱重均衡試驗臺傳感器的精度為≤±0.3%FS，目前使用的標準測力傳感器的精度為≤±0.1%FS，滿足要求。

（2）利用標準測力傳感器的校準裝置對試驗臺進行校準時，可以對各稱重臺稱重面的稱重點通過液壓加載千斤頂依次施加或減小力值的方法對稱重臺進行直接校準且施力均勻。消除用標準砝碼校準時加裝工裝后稱重點中心位置難確定、易偏移、對稱重傳感器沖擊等問題。更接近試驗臺平常稱量整車時的實際情況。在拆裝校準工裝時更省時省力，提高校準工作效率。檢測人員可隨時到現場進行校準，確保生產進度，擺脫對衡管所標準砝碼的依賴及校準時間不及時的制約。實現在線檢測能力。

（3）經在同一時間段內利用衡管所標準砝碼檢定數據與用標準測力傳感器校準裝置對該試驗臺的檢定校準數據進行有效分析：

2 不確定度分析

2.1 由標準器最大允許誤差帶來的標準不確定度分量?1

標準測力傳感器最大允許誤差為：0.1%Fs=0.1%×10000㎏=10㎏在測量過程中，對示值的影響符合均勻分布置信因子取k= 標準器最大允許誤差帶來的不確定度分量為：?1=10㎏∕=5.77㎏。

2.2 由分辨力引入的標準不確定度分量?2

車輛整車稱重均衡試驗臺顯示器的分辨力為5㎏，符合均勻分布，置信因子k=，由分辨力引入的不確定度分量為： ?2=5/2/=1.45㎏。

2.3 合成標準不確定度分量?c

以上各量彼此獨立，?c= =5.95㎏。

2.4 擴展不確定度

取置信因子k=2，則擴展不確定度U=5.95×2≈12（㎏）。

2.5 不確定度驗證

由2.2.3的數據可見，衡管所用標準砝碼校準數據與本中心用標準測力計裝置測得值的最大差值為10㎏，即︱y1-y2︱=10㎏。

衡管所標準砝碼最大允差帶來的標準不確定度分量：?1=3.3㎏

本中心標準器最大允差帶來的標準不確定度分量：?2=12㎏

2.6 結論

經不確定度分析得知，本裝置的擴展不確定度為12㎏，而公司《均衡稱重試驗臺》檢定技術條件（暫行）等標準的要求，單臺稱誤差為±75㎏。3×12㎏=36㎏﹤75㎏，故本裝置符合量值溯源要求，可以開展車輛整車均衡稱重試驗臺稱重校準工作。