靜動(dòng)態(tài)組合式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡校準(zhǔn)方法探討

■王奕檳

（福建省高速公路信息科技有限公司， 福州 350011）

近年來(lái)，車(chē)輛超限超載造成的嚴(yán)重問(wèn)題逐步凸顯，“百?lài)嵧酢背蕹d車(chē)輛不但易發(fā)生交通事故，同時(shí)導(dǎo)致公路路面、路基、橋梁過(guò)早損壞，甚至發(fā)生坍塌等嚴(yán)重安全事故，公路交通的安全、暢通面臨嚴(yán)峻形勢(shì)[1]。 為此，國(guó)務(wù)院印發(fā)通知，對(duì)高速公路稱(chēng)重檢測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范和技術(shù)要求作了統(tǒng)一要求，在高速公路出入口、國(guó)省道安裝了大量動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡對(duì)車(chē)輛進(jìn)行治超稱(chēng)重， 規(guī)定了設(shè)備稱(chēng)重準(zhǔn)確度必須優(yōu)于5 級(jí)[2]。 同時(shí)，建立健全高速公路入口檢測(cè)、出口倒查，以及與國(guó)省道治超稱(chēng)重聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)動(dòng)執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)全國(guó)公路治超“一張網(wǎng)、一盤(pán)棋”[1，3]。

建立在數(shù)據(jù)聯(lián)通、 信息共享基礎(chǔ)上的治超聯(lián)動(dòng)，給公路治超工作帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，也對(duì)檢測(cè)設(shè)備的統(tǒng)一性提出了更高要求。 動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡按工作原理可分為整車(chē)式、軸組式、軸重式（又包括單秤臺(tái)、雙秤臺(tái)、彎板式、石英式）等10 余種類(lèi)型近100 個(gè)型號(hào)，最大秤量從5～100 t，檢測(cè)區(qū)長(zhǎng)度從5～21 m[4-5]。其計(jì)量性能不準(zhǔn)和不穩(wěn)定將導(dǎo)致高速入口治超稱(chēng)重引發(fā)爭(zhēng)議，引發(fā)交通擁堵。而與國(guó)省道的非現(xiàn)場(chǎng)治超稱(chēng)重結(jié)果不一， 又容易將治超執(zhí)法部門(mén)與計(jì)量部門(mén)推向風(fēng)口浪尖， 治超執(zhí)法嚴(yán)肅性受到很大影響。 因此，必須保證動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡量值的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。

無(wú)論采用何種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡，如果沒(méi)有采用合適的方法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，很難保證其標(biāo)稱(chēng)的準(zhǔn)確度水平。 無(wú)論采用何種稱(chēng)重設(shè)備，不停車(chē)稱(chēng)重檢測(cè)均為動(dòng)態(tài)稱(chēng)重模式，其測(cè)量結(jié)果受稱(chēng)重設(shè)備靜態(tài)標(biāo)定量值、車(chē)輛軸型、車(chē)輛速度以及車(chē)輛行駛狀態(tài)等因素的影響。 其中，靜態(tài)標(biāo)定量值是動(dòng)態(tài)測(cè)量的基數(shù)， 其準(zhǔn)確與否直接決定了動(dòng)態(tài)測(cè)量的準(zhǔn)確度水平。 所以對(duì)稱(chēng)重設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢定前，必須進(jìn)行全量程、全性能的靜態(tài)標(biāo)定。 然而，傳統(tǒng)采用砝碼進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，必須對(duì)最小秤量、最大秤量等關(guān)鍵秤量點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)[6]。 動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的最大秤量一般在30 t以上，整車(chē)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡甚至高達(dá)100 t。 而對(duì)于軸重式汽車(chē)衡，寬度通常只有60 cm，要堆疊如此大量的砝碼是極其危險(xiǎn)的，同時(shí)工作效率也十分低下[7]。因此， 目前大部分采用動(dòng)態(tài)標(biāo)定取代了靜態(tài)標(biāo)定，即僅依據(jù)JJG907-2006 《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器檢定規(guī)程》[8]，采用3 種不同軸型的貨車(chē)、在3 種行駛速度下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定和檢定[9]。 由于動(dòng)態(tài)標(biāo)定過(guò)程中，耦合了許多動(dòng)態(tài)不確定性因素，如上秤前路況不佳導(dǎo)致的車(chē)輛起伏振動(dòng)，將嚴(yán)重影響標(biāo)定的準(zhǔn)確性。 所以，簡(jiǎn)單的3 種車(chē)型、3 種車(chē)速進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，不具有代表性，特別是當(dāng)秤的線(xiàn)性較差時(shí)。此外，動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡所采用的稱(chēng)重傳感器，其計(jì)量性能受溫度影響。在夏季與冬季，溫差可達(dá)50℃，給汽車(chē)衡準(zhǔn)確性帶來(lái)嚴(yán)重影響。 不進(jìn)行靜態(tài)檢測(cè)，即使短時(shí)間內(nèi)能通過(guò)動(dòng)態(tài)檢定，但隨著溫度、狀態(tài)、傳感器靈敏度的變化，設(shè)備準(zhǔn)確度將很快超出最大允許誤差的要求[10]。

本研究提出了一種靜動(dòng)態(tài)組合式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡校準(zhǔn)方法，并對(duì)目前常用的3 種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡，即整車(chē)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡、軸組式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡和軸重式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡，進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證。

1 靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法

為使動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡在全量程范圍內(nèi)對(duì)各種車(chē)型車(chē)輛的稱(chēng)重計(jì)量性能達(dá)到動(dòng)態(tài)5 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求，本研究提出采用靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法，其校準(zhǔn)過(guò)程及要求如下。

1.1 靜態(tài)校準(zhǔn)

采用衡器載荷測(cè)量?jī)x對(duì)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行全量程、全性能的靜態(tài)校準(zhǔn)，控制其最大允許誤差，使其滿(mǎn)足國(guó)際建議OIMLR76《非自動(dòng)衡器》中準(zhǔn)確度級(jí)（即靜態(tài)III 級(jí)）的要求[11]。

衡器載荷測(cè)量?jī)x由標(biāo)準(zhǔn)載荷單元、標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組和液壓控制系統(tǒng)構(gòu)成。 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷單元由液壓油缸、反力裝置、傳感器和測(cè)量?jī)x表等組成，兩個(gè)或兩個(gè)以上標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組成標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組。 標(biāo)準(zhǔn)載荷單元、標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組和液壓控制系統(tǒng)構(gòu)成測(cè)量?jī)x。 衡器載荷測(cè)量?jī)x以高準(zhǔn)確度傳感器作為載荷測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，采用高精密液壓機(jī)構(gòu)，借助反力裝置，對(duì)電子汽車(chē)衡施加標(biāo)準(zhǔn)載荷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子汽車(chē)衡的校準(zhǔn)[12]。相對(duì)傳統(tǒng)的采用砝碼進(jìn)行汽車(chē)衡靜態(tài)校準(zhǔn)，衡器載荷測(cè)量?jī)x具有運(yùn)輸方便、工作效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)衡的全量程、全性能校準(zhǔn)[13-16]。

依據(jù)JJG 1118-2015《電子汽車(chē)衡（衡器載荷測(cè)量?jī)x法）》國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程[13]的要求，對(duì)汽車(chē)衡的偏載、稱(chēng)量性能以及重復(fù)性分別進(jìn)行測(cè)試。

1.1.1 偏載

依據(jù)規(guī)程要求，在動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡秤臺(tái)上排布N 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷單元，N 為各汽車(chē)衡傳感器的數(shù)量， 其具體排布位置見(jiàn)圖1。 圖中四方形黑點(diǎn)為汽車(chē)衡傳感器排布位置；圓形黑點(diǎn)為衡器載荷測(cè)量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)載荷單元排布位置。 將汽車(chē)衡的秤臺(tái)面分為N 等分，標(biāo)準(zhǔn)載荷單元排布在各區(qū)域的中心位置。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)載荷單元在各種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡上排布位置

偏載校準(zhǔn)的載荷值為

式中，LE為施加的偏載載荷值；Max 為汽車(chē)衡最大秤量。

采用第1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷單元對(duì)第1 個(gè)偏載區(qū)域施加LE-e 標(biāo)準(zhǔn)載荷（e 為汽車(chē)衡分度值），記錄下此刻汽車(chē)衡的顯示值IE。 然后，以1 kg/s 的加載速度，緩慢地繼續(xù)施加載荷，直至汽車(chē)衡的示值由IE變成IE+e， 記錄下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)載荷單元所施加的所有載荷值LU。 由公式（2）計(jì)算得到偏載誤差EE，

然后，再采用其余標(biāo)準(zhǔn)載荷單元依次對(duì)其對(duì)應(yīng)的偏載區(qū)域進(jìn)行上述偏載校準(zhǔn)，并計(jì)算出各區(qū)域的偏載誤差。 當(dāng)各偏載位置的偏載誤差EE超過(guò)OIMLR76《非自動(dòng)衡器》[11]規(guī)定的中準(zhǔn)確度級(jí)在偏載載荷LE下最大允許誤差的要求， 分別調(diào)整各偏載位置對(duì)應(yīng)的各傳感器系數(shù)，使偏載誤差不超過(guò)最大允許誤差。

1.1.2 稱(chēng)量性能和重復(fù)性

選擇5 個(gè)不同的校準(zhǔn)點(diǎn)Lw， 包括最小秤量20 e、500 e、50%最大秤量、2000 e 和最大秤量。采用秤臺(tái)上排布的所有標(biāo)準(zhǔn)載荷單元 （即標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組）對(duì)秤臺(tái)同時(shí)施加LW-e 標(biāo)準(zhǔn)載荷，記錄下此刻汽車(chē)衡的顯示值IW。 然后，再以1 kg/s 的加載速度，對(duì)秤臺(tái)緩慢地繼續(xù)施加載荷，直至汽車(chē)衡的示值由IW變成IW+e ，記錄下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組所施加的所有載荷值LUS。 由公式（3）計(jì)算得到稱(chēng)量性能誤差Ew:

采用上述方法， 依次完成對(duì)5 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的檢測(cè)，得到對(duì)應(yīng)的稱(chēng)量性能誤差。 當(dāng)各稱(chēng)量性能誤差超過(guò)OIMLR76《非自動(dòng)衡器》[11]規(guī)定的中準(zhǔn)確度級(jí)稱(chēng)量性能最大允許誤差的要求，對(duì)汽車(chē)衡重新進(jìn)行整體標(biāo)定，然后再檢測(cè)一遍，直至稱(chēng)量性能誤差不超過(guò)最大允許誤差的要求。

1.1.3 重復(fù)性

重復(fù)稱(chēng)量性能檢測(cè)3 遍，由公式（4）計(jì)算得到各校準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重復(fù)性R：

式中，EW,max和EW,min分別為某一校準(zhǔn)點(diǎn)3 遍檢測(cè)中的最大稱(chēng)量性能誤差和最小稱(chēng)量性能誤差。 重復(fù)性應(yīng)不超過(guò)OIMLR76《非自動(dòng)衡器》[11]規(guī)定的中準(zhǔn)確度級(jí)汽車(chē)衡最大允許誤差的要求。

1.2 動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

靜態(tài)校準(zhǔn)完成后，依據(jù)JJG907-2006《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器檢定規(guī)程》， 采用3 種不同軸型的參考車(chē)輛，一般包括1 部?jī)奢S剛性車(chē)、1 部三軸剛性車(chē)和1 部五軸或六軸鉸接掛車(chē)。 各參考車(chē)輛在汽車(chē)衡運(yùn)行典型速度下、最小運(yùn)行速度以及最大運(yùn)行速度下分別測(cè)試10 次， 其中6 次由秤臺(tái)中心通過(guò)，2 次由靠近秤臺(tái)左側(cè)通過(guò)，2 次由靠近秤臺(tái)右側(cè)通過(guò)。由公式（5）計(jì)算車(chē)輛總重量誤差：

式中，EM為車(chē)輛總重量誤差；IM為測(cè)量得到的車(chē)輛總重量示值；LV為參考車(chē)輛的標(biāo)準(zhǔn)重量。

為達(dá)到動(dòng)態(tài)5 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)車(chē)輛總重量誤差超過(guò)±2.5%時(shí)， 調(diào)整不同軸型車(chē)輛在不同速度下的系數(shù)，然后重新進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，直至車(chē)輛總重量誤差不超過(guò)最大允許誤差要求。

2 校準(zhǔn)方法的試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證上述靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性和可靠性，本研究選擇高速出入口常用的3 種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡——整車(chē)式、軸組式和軸重式進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試（表1）。為驗(yàn)證本研究提出的校準(zhǔn)方法，分別采用單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法和靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試。

表1 試驗(yàn)用3 臺(tái)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡

2.1 單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

采用3 部參考車(chē)輛， 以5、10 和15 km/h 3 個(gè)速度直接采用1.2 節(jié)所述方法， 對(duì)各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡分別測(cè)試10 次，并按公式（5）計(jì)算得到車(chē)輛總重量誤差（表2）。 如果總重量誤差超過(guò)±2.5%，調(diào)整動(dòng)態(tài)系數(shù)， 直至車(chē)輛總重量誤差不超過(guò)最大允許誤差要求。

表2 試驗(yàn)用3 部參考車(chē)輛及其重量

為驗(yàn)證校準(zhǔn)后汽車(chē)衡的準(zhǔn)確性，將各參考車(chē)輛所載砝碼進(jìn)行調(diào)整（表2），然后以7、12 km/h 兩個(gè)速度分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，并計(jì)算車(chē)輛總重量誤差。

2.2 靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)

2.2.1 靜態(tài)校準(zhǔn)

首先依據(jù)1.1 節(jié)方法， 采用衡器載荷測(cè)量?jī)x分別對(duì)各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的偏載、稱(chēng)量性能和重復(fù)性進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)（圖2）。 當(dāng)誤差超出表1 所示最大允許誤差要求時(shí)，調(diào)整汽車(chē)衡的靜態(tài)系數(shù)，然后重新進(jìn)行測(cè)試，直至滿(mǎn)足表1 規(guī)定的誤差要求。

圖2 采用衡器載荷測(cè)量?jī)x對(duì)各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)

2.2.2 動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

按照1.2 節(jié)所述方法，采用該3 部參考車(chē)輛，先以5、10 和15 km/h 3 個(gè)速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)（圖3）。如果總重量誤差超過(guò)±2.5%，調(diào)整動(dòng)態(tài)系數(shù)，直至車(chē)輛總重量誤差不超過(guò)最大允許誤差要求。

圖3 采用不同軸型參考車(chē)輛對(duì)各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

2.2.3 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證

將各參考車(chē)輛所載砝碼進(jìn)行調(diào)整， 然后以7、12 km/h 兩個(gè)速度分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試， 并計(jì)算車(chē)輛總重量誤差（表2）。

3 校準(zhǔn)測(cè)試的結(jié)果分析

3.1 單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)結(jié)果

整車(chē)式、軸組式和軸重式3 種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡在采用單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)后，分別采用兩軸、三軸剛性車(chē)和五軸鉸接車(chē)以5 km/h 的速度通過(guò)秤臺(tái)的左側(cè)、中間和右側(cè)，計(jì)算得到車(chē)輛總重量的誤差（圖4），它反映了校準(zhǔn)后汽車(chē)衡的偏載情況。

從圖4 可知，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)后，車(chē)輛總重量誤差控制在±2.5%內(nèi)。 但是，除整車(chē)式汽車(chē)衡以外，軸組式和軸重式在秤臺(tái)左、中、右不同位置的誤差還存在一定差別。從圖4（b）可知，軸組式汽車(chē)衡，在靠左側(cè)位置，3 種車(chē)型檢測(cè)得到的誤差分別為-0.65%、-0.60%和-0.50%； 而靠右側(cè)位置時(shí)， 檢測(cè)結(jié)果為1.51%、0.49%和0.98%。 由此說(shuō)明該汽車(chē)衡左右存在較大的偏載，左側(cè)偏輕，右側(cè)偏重。 而對(duì)于軸重式汽車(chē)衡，左側(cè)位置偏重，3 種車(chē)輛檢測(cè)得到的誤差為1.51%、1.36%和1.35%；而右側(cè)位置偏輕，誤差分別為-1.08%、-0.27%和-0.88%。 對(duì)于軸重式和軸重式汽車(chē)衡，其左右各有兩只傳感器。 當(dāng)左右傳感器高低不一或安裝狀態(tài)存在傾斜時(shí)，容易造成車(chē)輛靠左和靠右稱(chēng)重測(cè)量結(jié)果存在較大差別，即存在較大偏載。 而采用動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法，一般僅能采用參考車(chē)輛靠左、中、右行駛獲得相應(yīng)位置的重量值，然后進(jìn)行左右傳感器系數(shù)調(diào)整等。 但是，采用這種方法，車(chē)子左右輪的載荷同時(shí)分別施加在秤臺(tái)的左右側(cè)，即使參考車(chē)輛靠左或靠右行駛，也很難十分準(zhǔn)確地判別出左右傳感器的偏載量， 只能做初步的系數(shù)修正。 特別對(duì)于汽車(chē)衡常見(jiàn)的傳感器懸空而導(dǎo)致的偏載等故障， 采用參考車(chē)輛一般很難判別出故障。

圖4 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法后的車(chē)輛總重量誤差

不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法后，兩軸剛性車(chē)（參考重量4 650 kg）、三軸剛性車(chē)（參考重量18 300 kg） 和五軸鉸接車(chē) （參考重量37 600 kg） 分別以5、10 和15 km/h 3 種速度靠秤臺(tái)中間測(cè)量6 遍得到車(chē)輛總重量誤差的平均值（圖5）。 從圖5 可知，采用3 種車(chē)型在3 種速度下，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)后，在各種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的誤差均控制在1.5%以?xún)?nèi)。

圖5 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法后的車(chē)輛總重量誤差的平均值

為驗(yàn)證校準(zhǔn)后各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡的準(zhǔn)確性，調(diào)整參考車(chē)輛的總重量，然后以與校準(zhǔn)時(shí)不一樣的車(chē)速靠秤臺(tái)中間對(duì)汽車(chē)衡進(jìn)行檢測(cè)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除整車(chē)式汽車(chē)衡外，軸組式和軸重式汽車(chē)衡均出現(xiàn)了較大的誤差（圖6）。 對(duì)軸重式汽車(chē)衡，當(dāng)車(chē)速達(dá)到12 km/h時(shí)，采用三軸剛性車(chē)，誤差高達(dá)3%。

圖6 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法后的車(chē)輛總重量（調(diào)整后）誤差

造成誤差偏大的原因是由于汽車(chē)衡的輸出受車(chē)輛的重量、車(chē)速以及軸型等因素綜合影響，汽車(chē)衡輸出為多變量函數(shù)。 即使僅考慮重量和車(chē)速兩個(gè)重要因素時(shí)，當(dāng)傳感器線(xiàn)性不好時(shí)，汽車(chē)衡輸出為一復(fù)雜的曲面。 而采用3 個(gè)重量值在3 種車(chē)速下，擬合得到的曲面無(wú)法全面準(zhǔn)確反映汽車(chē)衡的真實(shí)特性。 而且這3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)重量值還受軸型、路況等因素影響，存在一定不確定性。 因此，當(dāng)車(chē)重或車(chē)速發(fā)生變化后，由插值得到的結(jié)果與被檢車(chē)輛的實(shí)際重量存在較大偏差。

3.2 靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)結(jié)果

單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)后，采用衡器載荷測(cè)量?jī)x對(duì)各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)。 當(dāng)測(cè)量?jī)x的標(biāo)準(zhǔn)載荷分別集中地施加在圖1 所示的各偏載位置后，驗(yàn)證了軸組式和軸重式動(dòng)態(tài)存在較大的偏載誤差。由圖7 可知，在系數(shù)調(diào)整前，軸組式汽車(chē)衡的偏載誤差達(dá)到125 kg，而軸重式最大和最小偏載誤差相差竟高達(dá)435 kg。 以此偏載誤差檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)，重新調(diào)整傳感器安裝狀態(tài)并調(diào)整各傳感器系數(shù)后，各汽車(chē)衡的偏載誤差基本控制在±10 kg 以?xún)?nèi)，達(dá)到了表1 規(guī)定的偏載最大允許誤差要求。

圖7 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用衡器載荷測(cè)量?jī)x進(jìn)行偏載校準(zhǔn)后的偏載誤差

采用標(biāo)準(zhǔn)載荷單元組對(duì)汽車(chē)衡稱(chēng)量性能進(jìn)行校準(zhǔn)和靜態(tài)系數(shù)調(diào)整，然后重新進(jìn)行稱(chēng)量性能檢測(cè)3 遍，并由此得到重復(fù)性，結(jié)果見(jiàn)圖8。 從圖8 可知，經(jīng)過(guò)靜態(tài)標(biāo)定，各汽車(chē)衡在全量程范圍內(nèi)的誤差基本控制在±20 kg 范圍內(nèi)，且其重復(fù)性良好，3 遍稱(chēng)量結(jié)果偏差不超過(guò)20 kg。

圖8 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用衡器載荷測(cè)量?jī)x進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)后的稱(chēng)量性能和重復(fù)性

靜態(tài)校準(zhǔn)后， 再采用該3 種車(chē)型在5、10 和15 km/h 3 種速度下， 對(duì)各動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，進(jìn)行一定的動(dòng)態(tài)速度系數(shù)修正。 然后再采用參考車(chē)輛在秤臺(tái)左、中、右分別進(jìn)行偏載測(cè)試。 由圖9可知，無(wú)論采用何種車(chē)型，左中右檢測(cè)的結(jié)果相差很小。 由此證明，經(jīng)過(guò)靜態(tài)角差調(diào)整，汽車(chē)衡的抗偏載性能得到大幅改善。 由圖10 可知，經(jīng)過(guò)該方法校準(zhǔn)后，檢測(cè)得到的車(chē)輛總重量的誤差較圖5 明顯減小，不同重量連接起來(lái)的誤差曲線(xiàn)也更加平滑。

圖9 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)后的車(chē)輛總重量誤差

圖10 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)后的車(chē)輛總重量誤差的平均值

為進(jìn)一步驗(yàn)證校準(zhǔn)后汽車(chē)衡在全量程范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性， 同樣調(diào)整了參考車(chē)輛的重量， 再以7、12 km/h 的車(chē)速進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)圖11。 從圖11 可知，對(duì)于整車(chē)式和軸組式兩種汽車(chē)衡，即使重量和車(chē)速改變了，但其誤差仍然基本仍保持在1%以?xún)?nèi)，而軸重式汽車(chē)衡的誤差也小于1.5%。

圖11 不同型式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡采用靜動(dòng)態(tài)組合式校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)后的車(chē)輛總重量誤差

對(duì)于采用衡器載荷測(cè)量?jī)x進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)，其施加在汽車(chē)衡秤臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)載荷為靜態(tài)，其準(zhǔn)確度比動(dòng)態(tài)標(biāo)定時(shí)載荷受速度、 軸型等因素影響明顯提高。且該靜態(tài)校準(zhǔn)為全量程范圍內(nèi)的多點(diǎn)校準(zhǔn)，能全面檢測(cè)出傳感器和汽車(chē)衡的非線(xiàn)性并進(jìn)行準(zhǔn)確的擬合與修正。 建立在靜態(tài)準(zhǔn)確校準(zhǔn)基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，僅需要對(duì)車(chē)速和軸型進(jìn)行進(jìn)一步修正，從而保證汽車(chē)衡在后續(xù)動(dòng)態(tài)稱(chēng)量過(guò)程中在全量程范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

本研究提出了靜動(dòng)態(tài)組合式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡校準(zhǔn)方法，并對(duì)整車(chē)式、軸組式和軸重式3 種動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)與傳統(tǒng)單一動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，得出結(jié)論如下：（1）單一采用動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡校準(zhǔn)，無(wú)法保證汽車(chē)衡在全量程范圍內(nèi)的稱(chēng)量結(jié)果準(zhǔn)確性；建立在靜態(tài)全量程校準(zhǔn)基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，能保證汽車(chē)衡在全量程范圍內(nèi)不同車(chē)速下的稱(chēng)量精度；（2）衡器載荷測(cè)量?jī)x能實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)衡秤臺(tái)的局部集中加載，能有效減小汽車(chē)衡的偏載誤差，提高汽車(chē)衡抗偏載能力，從而保證被檢車(chē)輛無(wú)論從靠近秤臺(tái)任何區(qū)域通過(guò)，均能得到較一致的稱(chēng)量結(jié)果。