關于機動車檢測線二次儀表的探討

戴映云，李 駿，李素蘭，李書明

（1.江西省計量測試研究院，江西 南昌 330001；2.華東交通大學機電學院，江西 南昌 330013）

0 引 言

近年來，隨著我國機動車保有量的不斷增加和機動車安全技術檢驗制度化、社會化，全國各地機動車檢測線數(shù)量急速增加。相應地，質量技術監(jiān)督部門對安檢機構的資格許可及監(jiān)督管理工作也在不斷加強[1]。根據(jù)國家質檢總局《機動車安全技術檢驗機構監(jiān)督管理辦法》（國家質檢總局第121號令）以及相應的安檢機構資格許可技術條件，對安檢機構需要滿足的條件提出了具體要求。其中，對機動車檢測線的設備配置要求中就明確指出：“檢測儀器設備應當結構先進、可靠，采用數(shù)字式二次儀表并具有數(shù)據(jù)通信接口，能夠進行聯(lián)網(wǎng)控制?！钡牵瑢τ跈z測線二次儀表的概念、作用以及應滿足的要求等問題，似乎都不是很明確，有時甚至難以把握，該文就此做一些探討。

1 二次儀表的基本概念

關于一次儀表和二次儀表的概念，并沒有一個很確切的定義，存在著不同理解和說法。其中一個比較普遍的解釋是：在生產過程中，對測量儀表往往采用按換能次數(shù)來定性的稱呼，能量轉換一次的稱一次儀表，轉換兩次的稱二次儀表[2]。換能的次數(shù)超過兩次的往往都按兩次稱呼，如孔板測量流量，孔板本身為一次儀表，差壓變送器沒有稱呼，而指示儀表則叫做二次儀表。所以，一次儀表理解為帶有感受元件，用以感受被測介質參數(shù)的變化，或具有標尺，指示讀數(shù)，或沒有標尺，本身不指示讀數(shù)。二次儀表又可以被簡單地理解為顯示儀表，是將一次儀表信號進行后續(xù)處理的調節(jié)、顯示，并可具備計算、報警、控制等功能。

文獻[3]中關于二次儀表的闡述是：在過程檢測時，過程檢測儀表一般分為一次儀表和二次儀表。一次儀表一般是將被測量轉換成便于計量物理量的儀表，即為檢測元件。二次儀表是將測得的信號變送轉換為可計量的標準電氣信號并顯示的儀表，即包括變速器和顯示裝置，但是很多一次儀表也需要顯示裝置。

2 機動車檢測線的構成

2.1 主要檢測設備

機動車安全檢測是綜合運用現(xiàn)代檢測技術及設備對機動車進行不解體檢測。我國檢測機構所安裝的檢測線經(jīng)歷了手動線、半自動線和全自動控制系統(tǒng)3個階段。如今檢測線聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的概念就是指全自動控制系統(tǒng)。它是指通過硬件電路將檢測線上的各設備與計算機連接起來，由計算機自動進行數(shù)據(jù)采集、處理、判斷、實時控制和數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調度[4]。因此，機動車安全檢測線由各種檢測設備和控制系統(tǒng)構成。檢測設備應為完整的、獨立可控制的檢測設備，有其相應的機械臺體及內部電氣與氣動元件，并要求有二次儀表來實時顯示檢測數(shù)據(jù)；控制系統(tǒng)則包括硬件部分和軟件部分。

以汽車安全技術檢測線為例，檢測設備包括車速表檢驗臺、側滑檢驗臺、稱重試驗臺、制動檢驗臺、燈光檢測儀和尾氣檢測設備等。由于以CPU為核心的智能儀表的廣泛應用，這些檢測設備一般以單片機儀表為主，也有直接用計算機處理器來做處理單元的（如部分制動檢驗臺，尤其是平板制動檢驗臺）。相應地，一般單片機用于功能較為單一、處理過程相對簡單的二次儀表處理器；而功能較多、處理過程復雜的設備，其二次儀表多采用計算機處理器，但都屬于數(shù)字式二次儀表[5]。

汽車檢測線上的各項設備中，稱重是制動檢驗的一個輔助項目，各軸稱重結果數(shù)據(jù)需提供給制動檢驗臺儀表作計算依據(jù)，因而許多企業(yè)制造時將稱重儀表與制動儀表合二為一，以便減少數(shù)據(jù)傳遞、方便數(shù)據(jù)處理、提高可靠性；煙度、尾氣分析儀普遍采用單片機作為處理器；用CCD方式成像的遠近光檢測用前照燈檢測儀常采用DSP、內嵌式工控機來做為處理器；在環(huán)保排放檢測線與綜合性能檢測線中，如測功機、發(fā)動機分析儀、懸架振動檢測儀等許多功能復雜的設備，一般直接用計算機處理器來進行設計[6]。

2.2 控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)模式

在機動車檢測線中，控制系統(tǒng)是除單項設備外的各聯(lián)網(wǎng)電氣系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的總稱。稱重試驗臺、制動檢驗臺、車速表檢驗臺、側滑檢驗臺的二次儀表，與臺體部分組合構成各自獨立可測量、控制和顯示的設備，不屬于聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)。因此，微機聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的構成包括獨立于各檢測設備的信號處理系統(tǒng)及軟件、主控機、注冊機、數(shù)據(jù)管理用微機、LED顯示屏、感應地面到位信號用的光電開關等電器設備及其連接用導線、工位機（如配備時）等[7]。

目前，檢測線聯(lián)網(wǎng)模式分集中式與分布式2類。

（1）分布式控制模式。分布式控制模式中對檢測線的各個工位有單獨的計算機對該工位的各個項目進行控制，這臺計算機稱之為工位機，各工位機又受另外一臺計算機控制，稱之為主控計算機。

分布式控制系統(tǒng)的設計思想核心是：用工位機通過硬件上的設置進行工位物理劃分，達到多工位同步檢測調度的目的，從而使各工位具備獨立操作檢測的功能。分布式采用工位機做各工位控制的物理分隔層，減輕了主控機軟件開發(fā)的難度，但增加了中間環(huán)節(jié)，增加了故障發(fā)生的概率。

（2）集中式控制模式。集中式控制模式中，整條檢測線的設備直接受一臺計算機控制，稱這臺計算機為主控計算機。

集中式控制系統(tǒng)的設計思想核心是：用主控機通過軟件邏輯上進行工位劃分和分時處理，達到多工位檢測調度的目的。集中式聯(lián)網(wǎng)減少了中間硬件環(huán)節(jié)，降低了成本，減少了故障點，但增加了軟件開發(fā)難度。

3 機動車檢測線的二次儀表

3.1 機動車檢測線二次儀表的意義

機動車檢測線中的各檢測設備，作為一臺獨立、完整、可脫離聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，能依靠手動操作完成相應項目檢測的計量設備，應該配備有二次儀表。但在自動微機聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中，有無二次儀表對檢測結果的準確性無直接影響，檢測結果的最終數(shù)據(jù)是聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主控微機顯示與打印的數(shù)據(jù)量值傳遞與控制時，檢定最終數(shù)據(jù)的準確性便可。

檢測結果最終數(shù)據(jù)的報表生成和打印是經(jīng)主控計算機的管理軟件來完成的，配備二次儀表一個意義在于將報表數(shù)據(jù)與二次儀表顯示的數(shù)據(jù)進行比對，以保證數(shù)據(jù)的真實有效性。

無論是集中式聯(lián)網(wǎng)或分布式聯(lián)網(wǎng)，設備部分按是否配置二次儀表，可劃分為2種情況：（1）各設備均有二次儀表（稱重與制動常合用儀表），且脫離聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，各設備能通過手工操作獨立完成單項檢測作用，該模式各設備帶二次儀表，符合國家質檢總局2009[521]號文要求。（2）稱重、制動、車速表、側滑檢驗臺無儀表，直接由集中式主控微機控制與采集信號，該模式部分設備不帶二次儀表，不符合質檢總局2009[521]號文要求。可見，機動車各檢測設備必須按規(guī)定和要求配置二次儀表。

3.2 二次儀表與工位機

對于分布式控制模式而言，在檢測線上，一段可以容納一輛受檢車輛進行一個或多個項目測試的邏輯區(qū)域，即為工位。在同一工位上，可安裝多個設備來檢測不同項目，但只能同時檢一輛車。一條檢測線可由多個工位組成。

工位機則接收來自主控微機的檢測與控制調度指令，實施本工位各設備的調度指令提示、動作控制與信號采集處理，再將信號數(shù)據(jù)處理結果回傳給主控微機。對設備的控制與信號采集可由工位機直接控制設備執(zhí)行元件與采集轉換一次儀表信號，也可與各設備二次儀表通信、由二次儀表負責控制設備動作與采集處理信號。但有無工位機，與檢測結果的最終數(shù)據(jù)準確性無必然的聯(lián)系。

由前面的分析可知，二次儀表是單項檢測設備的一個部分，它與所需的機、電等部件共同構成一臺可獨立完成相應項目數(shù)據(jù)的測量、處理、顯示以及動作控制的完整設備。而工位機是微機聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的一部分，它用于指揮和調度本工位各設備的檢測任務，并在設備與聯(lián)網(wǎng)主控機之間起到數(shù)據(jù)傳遞作用。

3.3 關于二次儀表的討論

配備二次儀表的一個重要意義是核查檢測線聯(lián)網(wǎng)打印的檢測結果與儀器設備的二次儀表顯示值是否相同，以此判定檢測數(shù)據(jù)是否被修改，起到監(jiān)督作用。對此，有以下4點討論：

（1）二次儀表的顯示值與聯(lián)網(wǎng)打印的結果會不同嗎？回答是肯定的。二次儀表是將檢測元件測得的信號經(jīng)變送轉換并加以顯示，而聯(lián)網(wǎng)打印的檢測結果經(jīng)過了主控計算機的主控機軟件。主控軟件具有數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理及計算等功能，按要求主控軟件不能對直接測量獲得的數(shù)據(jù)作任何改動，這樣二次儀表的顯示值與聯(lián)網(wǎng)打印的結果就一致。也就是說通過主控軟件作弊，很容易實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的修改。因此，從這個角度來說，比對二次儀表的顯示值與聯(lián)網(wǎng)打印的數(shù)據(jù)結果能起到一定的監(jiān)督作用。

（2）二次儀表能保證起到有效監(jiān)督的作用嗎？在設備、儀表或微機上，均提供有用于校準、檢定的功能，均可修改檢定數(shù)據(jù)，二次儀表上也可通過放大器增益調整、改變電路電阻、調整軟件增益系數(shù)來調整數(shù)據(jù)?？梢?，二次儀表的顯示數(shù)據(jù)也是可調整的，只是這樣的調整技術性較強，一般人員難以完成。因此，單純地依賴二次儀表進行監(jiān)管也是不可靠的。

（3）二次儀表的顯示可以使用工位機顯示器嗎？對于這個問題業(yè)內也有不同看法。隨著現(xiàn)在檢測線自動化程度和計算機能力的提高，檢測線上一些檢測設備的二次儀表是直接使用了工位機的處理器，從概念上來講，二次儀表使用工位機及顯示器應該是可以的，但在處理數(shù)據(jù)的顯示環(huán)節(jié)中應避免存在軟件改動的可能，比如固化軟件。

（4）是否可以不配備二次儀表？答案顯然是不可以。首先按照機動車檢測線有關儀器設備的管理規(guī)定，配置二次儀表是機動車檢測工作的必備條件。雖然完全依賴二次儀表來監(jiān)督監(jiān)管檢測數(shù)據(jù)的真實有效性手段顯得單一，但在一定程度上依然能起到防范主控軟件作弊的作用。再者，鑒于二次儀表具備的單獨控制、處理及顯示等功能，當檢測線的主控計算機或主控軟件出現(xiàn)故障或問題時，各檢測設備仍能獨立進行檢測工作，這一點也有利于檢測機構開展工作。

4 結束語

經(jīng)過討論可知，在機動車檢測的聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中，有無二次儀表對檢測結果的準確性并無直接影響。二次儀表雖能在一定程度上起到防范主控軟件作弊的監(jiān)督作用，但二次儀表的數(shù)據(jù)仍然是可調整的，完全依賴二次儀表進行監(jiān)管并不能保證數(shù)據(jù)的真實有效。

要保證機動車檢測工作的公正性，一方面要加強監(jiān)督和管理，另一方面更要提高檢驗人員的責任意識。要通過培訓、學習、交流等方式提升檢驗人員素養(yǎng)，使他們真正認識到檢測工作事關道路交通安全，責任重大。

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