本文從係統誤差的視角來分析動態地磅目前存在的問題。動態地磅是一個稱重係統,傳感器結構是否最優,是稱重係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。本文深圳地磅的實際使用情況來分析這一問題。
一:概述
係統誤差就是在重復性條件下,對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的約定真值之差。爲瞭討論問題方便,本文按10次測量的平均值來考慮係統誤差。并按照〈動態公路車輛自動衡器檢定規程》<JJG907-2006>8.1.5的原則和B.9.3.1.2的方法,得到參考車輛總重的約定真值。通過我所對動態公路車輛自動衡器設備<係統)兩個週期的檢定和一次期間核查以及一些專門測試,來談談動態公路車輛自動衡器設備<係統)目前存在的主要問題。
二:產生係統誤差因素分析
動態公路車輛自動衡器設備<係統)一般由軸重儀稱重秤臺)、輪胎判彆器、車輛分離器、稱重數據處理器組成。由于高速公路計重收費隻考慮車輛的總重,不單獨計算軸重,而且本文是在檢定的狀況下來分析係統誤差,所以,這裏不考慮輪胎判彆器、車輛分離器的影響。
目前深圳省動態公路車輛自動衡器設備<係統)的稱重傳感器有應變式、振弦式、石英晶體式三種。應變式稱重傳感器主要應用在靜態衡中,振弦式、石英晶體式傳感器主要應用在動態測重技術<WM>和不停車收費<ETC>。那麼牠們應用到高速公路收費島內的動態稱重會帶來什麼問題呢?我們從應用應變式稱重傳感器的三傢企業,選擇穩定性好的設備<係統>與應用石英晶體式傳感器的設備<係統),在三種速度下進行瞭比較。
參考車輛總重量約定真值<TMVmf>按照規程<JJG907-2006>B.9.3.1.2的方法獲得。TMVef=31800kg
從錶中看齣,在5km/h時應變式的係統誤差優于稱重數據處理器,加以速度修正來進行動態稱重,低石英晶體式的係統誤差,在15km/h時結果恰恰相反。速時采樣時間充分,誤差較小,反之則誤差較大;石英應變式的稱重平臺是在靜態稱重平臺的基礎上,通過晶體式傳感器的動態重復是速度的函數,通過稱重數據處理器計算後得齣來的結果。所以說,速度是影響係統誤差的重要因素。在〈動態公路車輛自動衡器檢定規程》<JJG907-2006>中,動態設備<係統>應是安裝于稱量控製區域內,并規定速度範圍行使的”但沒有規該速度範圍。在我所的檢定實踐中,參考車輛速度一般<15km/h>另外,從我所的檢定實踐來看,傳感器的形式、結構及數據處理的方法都是決定係統誤差的主要因素。
三:當前所遇到的問題
既然速度是影響係統誤差的重要因素,那麼測速就是關鍵。根據國外對高速公路測重的使用情況來看,從技術角度來講,石英晶體式傳感器更適閤用于動態稱重。但石英晶體式傳感器稱重係統,對測量速度要求較高,因爲在該係統中重量和速度是一個比例函數關係。從目前使用的石英晶體式傳感器稱重係統來看,測速裝置不夠完善,結構有待改進,測速精度有待提高。
應變式傳感器稱重係統中,是按速度的大小對動態重量進行分段修正,測量速度的準確性是動態稱量精度的保證。加之應變式的稱重平臺的結構抗幹擾能力弱,不同的通過速度往往對應瞭不同的稱量精度,速度越高誤差越大。從目前使用的應變式傳感器稱重係統來看,需要改進應變式的傳感器及稱重平臺的結構,采用更爲先進的數學模型和軟件處理方式來提高動態稱重精度。
四:總結
通過我所對深圳動態公路車輛自動衡器的地磅檢定實踐來看,傳感器結構是否最優,是地磅稱重係統示值準確可靠、運行穩定高效的必要條件。除此之外,測速精度、處理數據的數學模型和軟件處理方式都是提高動態稱重精度的關鍵因素。
動態公路車輛自動衡器的係統誤差除瞭與稱重設備<係統>有關,高速公路收費島內的稱重點是否滿足《動態公路車輛自動衡器檢定規程》<JJG907-2006>所規定的技術條件、行駛車輛的運動狀態是否按要求行駛,也是保證稱重精度重要因素。
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