動態(tài)汽車衡計量誤差的原因及預防措施研究

馮凱飛 劉昭陽 李健

摘 要：靜態(tài)汽車衡是公路運輸貨物計量的主要手段。但是，隨著經濟的發(fā)展和工作效率的提高，靜態(tài)稱重已無法滿足經濟高速發(fā)展和貿易量不斷增加的需要，動態(tài)稱重技術已經成為各行各業(yè)經濟活動中不可缺少的計量手段，這就產生了對動態(tài)車輛進行計量的需求，動態(tài)汽車衡應運而生。

關鍵詞：動態(tài)汽車衡；檢定；誤差控制

前言

汽車衡在稱重時，汽車對衡器經常會產生各種額外的力，如汽車上、下秤時的水平沖擊力、汽車在秤臺上剎車時產生的剎車力、載重汽車前進產生的反作用力等；還有個別司機通過走S、跳秤等手法，企圖達到作弊的目的，從而使秤體產生晃動，影響稱重。因此縮短示值穩(wěn)定時間，快速準確讀取稱重示值就成為衡器設計與使用的重要課題。為了保證汽車衡在使用過程中時刻處于最佳狀態(tài)，除了選用高可靠性的稱重傳感器外，設計合理的限位裝置可以限制秤臺的搖晃，減少傳感器的偏載，成為提高稱重精度的重要途徑。根據汽車衡的使用情況不同，限位裝置可以設計成不同的形式。一般要求限位裝置有足夠的強度，能承受較大的水平沖擊力，有效限制秤體晃動幅度，使秤體快速復位，且盡量不產生豎直方向的分力。限位裝置如果設計不合理，在稱重過程中會給衡器帶來額外附加力，從而影響稱量準確度，造成誤差。

1 動態(tài)汽車衡

動態(tài)公路車輛自動衡器（Automatic instrumentsfor weighing road vehicles in motion）是對英文的直譯，在我國將動態(tài)公路車輛自動衡器簡稱為動態(tài)汽車衡，這種衡器從稱量方式上可分為二大類。

1）第一類采用的是對車輛整車進行稱量的形式，這種形式稱量的結果是動態(tài)車輛的整車重量，稱量不出車輛的軸載荷。這類動態(tài)汽車衡承載器是單一的載荷承載器，其定義是“可同時承受車輛上的所有車輪，對車輛進行整車稱量的載荷承載器”，我們稱之為整車稱量的動態(tài)汽車衡；

2）第二類采用的是對車輛軸載荷進行稱量的形式，這種軸進行稱量的動態(tài)汽車衡，我們稱之為動態(tài)軸重衡。我國目前對動態(tài)汽車衡檢定的依據是JJG907—2006動態(tài)公路車輛自動衡器。根據規(guī)定，對一臺動態(tài)汽車衡進行現場動態(tài)檢定時，除了雙軸剛性車輛外至少應有兩種不同類型的參考車輛，以適用于不同的軸結構、牽引車/掛車結構、牽引車/掛車連接及懸掛系統。車輛應從下列三種中至少選擇二種：

a.一輛三軸/四軸的剛性車輛；

b.一輛至少四軸的鉸鏈掛車；

c.一輛雙軸/三軸剛性車輛，再加掛一輛兩軸/三軸的拖車。

日常檢定中，對于雙軸剛性車輛，應在每種速度下至少運行10次，對于除雙軸剛性車輛之外的其它參考車輛，應在典型運行速度下至少運行10次，在其它速度下至少運行10次。所以，檢定一臺動態(tài)汽車衡，參考車輛要運行接近100次，數據量大，同時計算公式較多，在計算修正值和最大允許誤差時，經常出現錯誤，效率低下。

2 各種限位裝置的性能分析

2.1 四角八位碰撞式限位裝置

這種限位裝置是在衡器的四角設置四處縱向限位和四處橫向限位，也即“四角八位”碰撞式限位。縱向（載重汽車的行駛方向）限位器和橫向限位器均是在汽車衡的秤臺下面設置一個限位板，限位板安裝一個可調螺栓，螺栓頭正對基礎中的預埋板（即撞塊）。

2.2 中間縱向限位裝置

上述的四角碰撞式縱向限位結構，受熱脹冷縮影響比較嚴重。比如21m的秤臺，在溫差30°的情況下，熱脹冷縮量可達8mm左右。如果在秤臺縱向的中間位置左右兩側各增加一處雙向碰撞式限位，這樣由于兩個限位之間秤體結構尺寸很小，其熱脹冷縮量也很小，所以可以不用隨季節(jié)變化進行間隙調整。這種限位是在秤臺的中間傳感器的兩側立板上分別設置安裝孔，用以安裝限位螺栓，限位螺栓穿過兩塊耳板的過孔，螺栓與耳板之間留一定的間隙δn。用于限制秤體位移量。缺點是對秤臺和基礎制作要求比較高，基礎預埋板上的兩個耳板的孔與秤臺上立板的孔對正困難，甚至耳板需要等秤體安裝完成后配焊才能達到要求，常常會使工期拖長。

2.3 拉桿式縱向限位裝置

拉桿限位一般設置在秤臺的四角，用于限制秤體的縱向位移。拉桿越長，拉桿與秤臺的平行度越容易保證，若完全平行，汽車衡稱重時，拉桿限位產生的垂直分力就為零，因此稱量精度就越高。但是對于室外安裝的秤體，由于熱脹冷縮嚴重，常常拉桿和秤體、基礎之間會產生很大的應力，會造成很大的稱量誤差。

2.4 中間拉桿限位

為了克服四角拉桿限位受熱脹冷縮影響比較嚴重的缺點，可以將拉桿限位布置于秤體中央，這樣由于拉桿長度較短，前后拉桿之間秤體部分長度也很短，因此其幾乎不受熱脹冷縮的影響。

3 用Excel實現最大允許誤差的計算

1）雙軸剛性參考車輛，動態(tài)試驗的單軸載荷示值與靜態(tài)單軸載荷的約定真值之間的最大差值應不超過下述中較大的數值：a）將數值化整到最接近的分度值；b）若首次檢定為1個分度值（d），在使用中為2個分度值（2d）；

2）對于除雙軸剛性參考車輛之外的其它所有的參考車輛，動態(tài)試驗記錄的單軸載荷與單軸載荷修正平均值之間的差值，以及動態(tài)試驗記錄的軸組載荷與軸組載荷修正平均值之間的差值應不超過下述中較大的數值：a）將數值化整到最接近的分度值；b）若首次檢定為1d×n；在使用中為2d×n。其中：n為軸組中軸的數量，例如當單軸時n=1；

4 實例計算

以單軸車輛為例，根據技術要求，我們首先要計算出的是每個準確度等級對應的表1 至表3 中的值，使用判斷選擇函數進行計算。

然后，我們使用此值和分度值的商進行比較計算，如果商的整數部分等于0，那么最大允許誤差就是分度值，如果整數部分表

5 結論

用Excel計算動態(tài)汽車衡檢定數據，用此方法進行數據計算，大大提高了工作效率，降低了出錯率。

參考文獻

[1]JJG907—2006動態(tài)公路車輛自動衡器[S].北京：中國計量出版社.2006

[2]OIMLR134—2006動態(tài)公路車輛自動衡器