電動自行車提示音的車速值的不確定度評定

張彤 劉巧巧 哈麗麗 徐碩

摘要：此文采用國家強制性標準GB17761—2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的測試方法，對電動自行車發(fā)出提示音時的車速進行研究。為保證電動自行車行駛安全，該標準要求車速達到15 km/h時發(fā)出提示音即為合格。不確定度的研究對檢測臨界數(shù)值的判定具有重要意義，對檢測數(shù)據(jù)的準確性提供科學保證。在試驗過程中，測量不確定度又可為測量A類不確定度和B類不確定度，其中A類不確定度主要是試驗過程中重復性引起的偏差，B類不確定度則主要是由分辨力等測試設(shè)備的固有屬性引起的。

關(guān)鍵詞：電動自行車；車速提示音；不確定度

0? ? 引言

電動自行車在騎行速度比較快的時候會發(fā)出“滴滴滴”的聲音，是電動自行車在提示騎行者此時車已超速。這種“滴滴滴”的聲音是電動自行車廠家在出廠的時候給電動自行車設(shè)計的超速提示音。這個聲音一方面是提示騎行者要降低行駛速度，另一方面也是提醒周圍的路人這輛車行駛的速度比較快，一定要注意及時避讓，避免出現(xiàn)交通事故。因此車速提示音具有十分重要的提示作用。依據(jù)電動自行車國家強制性標準GB 17761—2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》[1]中的6.1.7 車速提示音條款，電動自行車應當有車速提示音。具體的速度要求為：當電動自行車行駛的車速達到15 km/h時，要持續(xù)發(fā)出提示音。該項目為電動自行車檢測中常見不合格項目[2]。依據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[3]，運用統(tǒng)計學理論[4]評估整個試驗過程的不確定度來源，確定測試結(jié)果的置信區(qū)間，具有很強的代表性[5-6]。

1? ? 試驗方法

依據(jù)國家標準GB 17761—2018，電動自行車發(fā)出車速提示音的車速值試驗方法為7.2.7.1條款所述方法。該標準要求將試驗車放置在測試場地上，使驅(qū)動輪（一般為后輪）離地，然后接通電動自行車的電路，逐漸提高車速直至車速提示音鳴響，用轉(zhuǎn)速表記錄下此刻驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速，再按照公式（1）來計算電動自行車鳴響車速提示音時的車速值。試驗時，輪胎應當按標注在外胎上的最大推薦壓力充足氣，駕駛員及其配重的總和為75 kg，車輛要處于整車整備的狀態(tài)。驅(qū)動輪的周長則需要在配重狀態(tài)下沿直線推5圈，用皮尺測量5圈的總長度，再除以5，即得到驅(qū)動輪的周長。在本次試驗中，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速測得為202 r/min，驅(qū)動輪周長測得為1.14 m，根據(jù)公式（1）計算得到發(fā)出提示音時車速為13.8 km/h。

發(fā)出提示音時，車速計算公式為：

（1）

其中：

v——電動自行車發(fā)出提示音時的車速，單位是km/h；

L——驅(qū)動輪的周長，單位是m；

n——電動自行車發(fā)出提示音時的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速，單位是r/min。

2? ? 測量不確定度的來源

試驗過程中產(chǎn)生不確定度的因素通常包括人員操作的重復性、檢測儀器精度、實驗環(huán)境和分析方法。本次不確定度的評定主要考慮A類不確定度（試驗過程中由重復性引起的標準偏差）和B類不確定度（包括由測試設(shè)備的分辨力和誤差等引起的不確定度等）。

3? ? 不確定度分量的評定

3.1? ? 驅(qū)動輪直徑的不確定度分量

3.1.1? ?皮尺的測量重復性引入的標準不確定度

10次重復測量周長分別為1.10 m、1.16 m、1.12 m、1.14 m、1.15 m、1.16 m、1.16 m、1.14 m、1.11 m、1.13 m。其平均值為1.14 m，標準偏差s=0.018，則：

3.1.2? ? 皮尺的分辨力引入的標準不確定度

試驗所用皮尺的分度值為0.002 m，實際分辨力取分度值的1/2為0.001 m，假定為均勻分布。

3.1.3? ? 皮尺的誤差引入的標準不確定度

根據(jù)皮尺的校準證書其誤差為+0.5 mm，假定為均勻分布。

因此，驅(qū)動輪直徑的合成標準不確定度為：

驅(qū)動輪直徑的相對標準不確定度為：

3.2? ?驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的不確定度分量

3.2.1? ?轉(zhuǎn)速表的測量重復性引入的標準不確定度

10次重復測量發(fā)出提示音的轉(zhuǎn)速分別為198 r/min、202 r/min、201 r/min、204 r/min、205 r/min、200 r/min、199 r/min、201 r/min、202 r/min、206 r/min。其平均值為202 r/min，標準偏差s=2.33 r/min，則：

3.2.2? ?轉(zhuǎn)速表的分辨力引入的標準不確定度

轉(zhuǎn)速表的實際分辨力為0.1 r/min，假定為均勻分布。

3.2.3? ?轉(zhuǎn)速表的誤差引入的標準不確定度

根據(jù)轉(zhuǎn)速表的校準證書，其誤差為0.18 r/min，示值變動0.3%，為均勻分布。

因此，轉(zhuǎn)速的合成標準不確定度為：

轉(zhuǎn)速的相對標準不確定度為：

4? ? 電動自行車發(fā)出提示音時的車速的不確定度合成及擴展

對以上各個不確定度的分量進行合成，可以得出相對合成標準不確定度：

按國際慣例，取包含因子k =2，則發(fā)出提示音車速的速度擴展不確定度：

U=2%×13.8×2=0.6 km/h

則本次試驗中電動自行車發(fā)出車速提示音的車速值為：

v =（13.8 ± 0.6）km/h

參考文獻

[1]中華人民共和國工業(yè)和信息化部．電動自行車安全技術(shù)規(guī)范：GB 17761—2018電動自行車安全技術(shù)規(guī)范[S]．國家

市場監(jiān)督管理總局，2018．

[2]曲承瑞．電動自行車檢測常見不合格項目的控制[J]．數(shù)碼設(shè)計（下），2020，292-293．

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局．測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012 [S]．北京：中國計量出版社，2013．

[4]倪育才．實用測量不確定度評定[M]．北京：中國質(zhì)檢出版社，2016．

[5]謝耀華．電動自行車安全風險分析[J]．電動工具，2020（4）：23-26．

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