從系統誤差看動(dòng)態(tài)地磅存在的問(wèn)題

本文從系統誤差的視角來(lái)分析動(dòng)態(tài)地磅目前存在的問(wèn)題。動(dòng)態(tài)地磅是一個(gè)稱(chēng)重系統，傳感器結構是否最 優(yōu)，是稱(chēng)重系統示值是否準確可靠、運行是否穩定高效的必要條件，但并非充分條件。本文從四川省動(dòng)態(tài)地磅使用的實(shí)際情況 來(lái)分析這一問(wèn)題。

1.概述

系統誤差就是在重復性條件下，對同一被測量進(jìn) 行無(wú)限多次測量所得結果的平均值與被測量的約定 真值之差。為了討論問(wèn)題方便，本文按10次測量的平 均值來(lái)考慮系統誤差。并按照〈動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡 器檢定規程》（JJG907 - 2006 ) 8. 1.5的原則和 B.9.3. 1.2的方法，得到參考車(chē)輛總重的約定真值。 通過(guò)我所對動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器設備（系統）兩個(gè) 周期的檢定和一次期間核查以及一些專(zhuān)門(mén)測試，來(lái)談 談動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器設備（系統）目前存在的主 要問(wèn)題。

2.產(chǎn)生系統誤差因素分析

動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器設備（系統）一般由軸重 儀稱(chēng)重秤臺）、輪胎判別器、車(chē)輛分離器、稱(chēng)重數據處 理器組成。由于高速公路計重收費只考慮車(chē)輛的總 重，不單獨計算軸重，而且本文是在檢定的狀況下來(lái) 分析系統誤差，所以，這里不考慮輪胎判別器、車(chē)輛分 離器的影響。

目前四川省動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器設備（系統） 的稱(chēng)重傳感器有應變式、振弦式、石英晶體式三種。 應變式稱(chēng)重傳感器主要應用在靜態(tài)衡中，振弦式、石 英晶體式傳感器主要應用在動(dòng)態(tài)測重技術(shù)（WM)和 不停車(chē)收費（ETC)。那么它們應用到高速公路收費島 內的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重會(huì )帶來(lái)什么問(wèn)題呢？我們從應用應變 式稱(chēng)重傳感器的三家企業(yè)，選擇穩定性好的設備（系 統)與應用石英晶體式傳感器的設備（系統），在三種 速度下進(jìn)行了比較。

參考車(chē)輛總重量約定真值(TMVmf)按照規程 (JJG907 - 2006) B.9.3. 1.2 的方法獲得。TMVef = 31800kg

從表中看出，在5km/h時(shí)應變式的系統誤差優(yōu)于 稱(chēng)重數據處理器，加以速度修正來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱(chēng)重，低 石英晶體式的系統誤差，在15km /h時(shí)結果恰恰相反。速時(shí)采樣時(shí)間充分，誤差較小，反之則誤差較大;石英 應變式的稱(chēng)重平臺是在靜態(tài)稱(chēng)重平臺的基礎上，通過(guò) 晶體式傳感器的動(dòng)態(tài)重復是速度的函數,通過(guò)稱(chēng)重數據處理器計算后得出來(lái)的 結果。所以說(shuō),速度是影響系統誤差的重要因素。在 〈動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器檢定規程》(JJG907 - 2006) 中,動(dòng)態(tài)設備（系統)應是安裝于稱(chēng)量控制區域內，并 規定速度范圍行使的”但沒(méi)有規該速度范圍。在我 所的檢定實(shí)踐中,參考車(chē)輛速度一般<15km/h。另 外,從我所的檢定實(shí)踐來(lái)看,傳感器的形式、結構及數 據處理的方法都是決定系統誤差的主要因素。

3.目前存在的問(wèn)題

既然速度是影響系統誤差的重要因素,那么測速 就是關(guān)鍵。根據國外對高速公路測重的使用情況來(lái) 看,從技術(shù)角度來(lái)講,石英晶體式傳感器更適合用于 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重。但石英晶體式傳感器稱(chēng)重系統,對測量速 度要求較高，因為在該系統中重量和速度是一個(gè)比例 函數關(guān)系。從目前使用的石英晶體式傳感器稱(chēng)重系 統來(lái)看,測速裝置不夠完善,結構有待改進(jìn),測速精度 有待提高。

應變式傳感器稱(chēng)重系統中,是按速度的大小對動(dòng) 態(tài)重量進(jìn)行分段修正,測量速度的準確性是動(dòng)態(tài)稱(chēng)量 精度的保證。加之應變式的稱(chēng)重平臺的結構抗干擾能力弱,不同的通過(guò)速度往往對應了不同的稱(chēng)量精 度,速度越高誤差越大。從目前使用的應變式傳感器 稱(chēng)重系統來(lái)看,需要改進(jìn)應變式的傳感器及稱(chēng)重平臺 的結構,采用更為先進(jìn)的數學(xué)模型和軟件處理方式來(lái) 提高動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精度。

4.結束語(yǔ)

通過(guò)我所對四川動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器的檢定 實(shí)踐來(lái)看,傳感器結構是否最優(yōu),是稱(chēng)重系統示值準 確可靠、運行穩定高效的必要條件。除此之外，測速 精度、處理數據的數學(xué)模型和軟件處理方式都是提高 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精度的關(guān)鍵因素。

動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器的系統誤差除了與稱(chēng)重 設備(系統)有關(guān),高速公路收費島內的稱(chēng)重點(diǎn)是否滿(mǎn) 足《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器檢定規程》（JJG907 - 2006)所規定的技術(shù)條件、行駛車(chē)輛的運動(dòng)狀態(tài)是否 按要求行駛,也是保證稱(chēng)重精度重要因素。