动态汽车衡计量误差的原因及预防措施研究

冯凯飞 刘昭阳 李健

摘 要：静态汽车衡是公路运输货物计量的主要手段。但是，随着经济的发展和工作效率的提高，静态称重已无法满足经济高速发展和贸易量不断增加的需要，动态称重技术已经成为各行各业经济活动中不可缺少的计量手段，这就产生了对动态车辆进行计量的需求，动态汽车衡应运而生。

关键词：动态汽车衡；检定；误差控制

前言

汽车衡在称重时，汽车对衡器经常会产生各种额外的力，如汽车上、下秤时的水平冲击力、汽车在秤台上刹车时产生的刹车力、载重汽车前进产生的反作用力等；还有个别司机通过走S、跳秤等手法，企图达到作弊的目的，从而使秤体产生晃动，影响称重。因此缩短示值稳定时间，快速准确读取称重示值就成为衡器设计与使用的重要课题。为了保证汽车衡在使用过程中时刻处于最佳状态，除了选用高可靠性的称重传感器外，设计合理的限位装置可以限制秤台的摇晃，减少传感器的偏载，成为提高称重精度的重要途径。根据汽车衡的使用情况不同，限位装置可以设计成不同的形式。一般要求限位装置有足够的强度，能承受较大的水平冲击力，有效限制秤体晃动幅度，使秤体快速复位，且尽量不产生竖直方向的分力。限位装置如果设计不合理，在称重过程中会给衡器带来额外附加力，从而影响称量准确度，造成误差。

1 动态汽车衡

动态公路车辆自动衡器（Automatic instrumentsfor weighing road vehicles in motion）是对英文的直译，在我国将动态公路车辆自动衡器简称为动态汽车衡，这种衡器从称量方式上可分为二大类。

1）第一类采用的是对车辆整车进行称量的形式，这种形式称量的结果是动态车辆的整车重量，称量不出车辆的轴载荷。这类动态汽车衡承载器是单一的载荷承载器，其定义是“可同时承受车辆上的所有车轮，对车辆进行整车称量的载荷承载器”，我们称之为整车称量的动态汽车衡；

2）第二类采用的是对车辆轴载荷进行称量的形式，这种轴进行称量的动态汽车衡，我们称之为动态轴重衡。我国目前对动态汽车衡检定的依据是JJG907—2006动态公路车辆自动衡器。根据规定，对一台动态汽车衡进行现场动态检定时，除了双轴刚性车辆外至少应有两种不同类型的参考车辆，以适用于不同的轴结构、牵引车/挂车结构、牵引车/挂车连接及悬挂系统。车辆应从下列三种中至少选择二种：

a.一辆三轴/四轴的刚性车辆；

b.一辆至少四轴的铰链挂车；

c.一辆双轴/三轴刚性车辆，再加挂一辆两轴/三轴的拖车。

日常检定中，对于双轴刚性车辆，应在每种速度下至少运行10次，对于除双轴刚性车辆之外的其它参考车辆，应在典型运行速度下至少运行10次，在其它速度下至少运行10次。所以，检定一台动态汽车衡，参考车辆要运行接近100次，数据量大，同时计算公式较多，在计算修正值和最大允许误差时，经常出现错误，效率低下。

2 各种限位装置的性能分析

2.1 四角八位碰撞式限位装置

这种限位装置是在衡器的四角设置四处纵向限位和四处横向限位，也即“四角八位”碰撞式限位。纵向（载重汽车的行驶方向）限位器和横向限位器均是在汽车衡的秤台下面设置一个限位板，限位板安装一个可调螺栓，螺栓头正对基础中的预埋板（即撞块）。

2.2 中间纵向限位装置

上述的四角碰撞式纵向限位结构，受热胀冷缩影响比较严重。比如21m的秤台，在温差30°的情況下，热胀冷缩量可达8mm左右。如果在秤台纵向的中间位置左右两侧各增加一处双向碰撞式限位，这样由于两个限位之间秤体结构尺寸很小，其热胀冷缩量也很小，所以可以不用随季节变化进行间隙调整。这种限位是在秤台的中间传感器的两侧立板上分别设置安装孔，用以安装限位螺栓，限位螺栓穿过两块耳板的过孔，螺栓与耳板之间留一定的间隙δn。用于限制秤体位移量。缺点是对秤台和基础制作要求比较高，基础预埋板上的两个耳板的孔与秤台上立板的孔对正困难，甚至耳板需要等秤体安装完成后配焊才能达到要求，常常会使工期拖长。

2.3 拉杆式纵向限位装置

拉杆限位一般设置在秤台的四角，用于限制秤体的纵向位移。拉杆越长，拉杆与秤台的平行度越容易保证，若完全平行，汽车衡称重时，拉杆限位产生的垂直分力就为零，因此称量精度就越高。但是对于室外安装的秤体，由于热胀冷缩严重，常常拉杆和秤体、基础之间会产生很大的应力，会造成很大的称量误差。

2.4 中间拉杆限位

为了克服四角拉杆限位受热胀冷缩影响比较严重的缺点，可以将拉杆限位布置于秤体中央，这样由于拉杆长度较短，前后拉杆之间秤体部分长度也很短，因此其几乎不受热胀冷缩的影响。

3 用Excel实现最大允许误差的计算

1）双轴刚性参考车辆，动态试验的单轴载荷示值与静态单轴载荷的约定真值之间的最大差值应不超过下述中较大的数值：a）将数值化整到最接近的分度值；b）若首次检定为1个分度值（d），在使用中为2个分度值（2d）；

2）对于除双轴刚性参考车辆之外的其它所有的参考车辆，动态试验记录的单轴载荷与单轴载荷修正平均值之间的差值，以及动态试验记录的轴组载荷与轴组载荷修正平均值之间的差值应不超过下述中较大的数值：a）将数值化整到最接近的分度值；b）若首次检定为1d×n；在使用中为2d×n。其中：n为轴组中轴的数量，例如当单轴时n=1；

4 实例计算

以单轴车辆为例，根据技术要求，我们首先要计算出的是每个准确度等级对应的表1 至表3 中的值，使用判断选择函数进行计算。

然后，我们使用此值和分度值的商进行比较计算，如果商的整数部分等于0，那么最大允许误差就是分度值，如果整数部分表

5 结论

用Excel计算动态汽车衡检定数据，用此方法进行数据计算，大大提高了工作效率，降低了出错率。

参考文献

[1]JJG907—2006动态公路车辆自动衡器[S].北京：中国计量出版社.2006

[2]OIMLR134—2006动态公路车辆自动衡器