本文就地磅中兩種比較類似的產(chǎn)品，談?wù)劦匕醯膭?dòng)態(tài)測(cè)量不確定度評(píng)定分量存在 的問題，并且介紹如何解決的一些看法。

　　一、概述

　　本文所提及的“車輛自動(dòng)衡器”包括自動(dòng)軌道衡和動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器兩大類產(chǎn)品，按照J(rèn)JF1059-2012 《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》適用范圍的劃分，各種自動(dòng)衡器與非自動(dòng)衡器都屬于“被測(cè)量呈現(xiàn)為一系列值的 分布”的器具。從器具的測(cè)量不確定度評(píng)定的角度認(rèn)識(shí)，車輛自動(dòng)衡器與非自動(dòng)衡器的相同之處在于其靜態(tài)測(cè) 量的分布形態(tài)是相同的，而不同之處在于：對(duì)于車輛自動(dòng)衡器，還要對(duì)其動(dòng)態(tài)測(cè)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度評(píng)定。

　　關(guān)于靜態(tài)測(cè)量的測(cè)量不確定度評(píng)定，作者在中國衡器協(xié)會(huì)編輯的《稱重科技(第十五屆稱重技術(shù)研討會(huì)論 文集)》中的《對(duì)非自動(dòng)衡器進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定技術(shù)問題的探討》一文中已有陳述，那么自動(dòng)衡器的動(dòng)態(tài) 測(cè)量與靜態(tài)測(cè)量有哪些不同?其動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度評(píng)定是否存在需要探討的問題?在這里就以車輛自動(dòng)衡器為 例進(jìn)行分析。將自動(dòng)軌道衡和動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器這兩類衡器放在一起談“動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度評(píng)定”的問題， 是因?yàn)橛绊戇@兩類地磅動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量的因素相似。

　　二、動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量

　　*，各種自動(dòng)衡器的計(jì)量性能都包括在相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的兩項(xiàng)指標(biāo)中，一項(xiàng)是對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量的允差要求， 一項(xiàng)是對(duì)靜態(tài)測(cè)量的允差要求，這兩項(xiàng)允差要求都體現(xiàn)了自動(dòng)衡器的“被測(cè)量呈現(xiàn)為一系列值的分布”的特征： 即對(duì)于稱量范圍內(nèi)的每一個(gè)秤量值，都對(duì)應(yīng)一個(gè)動(dòng)態(tài)允差要求和一個(gè)靜態(tài)允差要求。按照J(rèn)JF1059.1-2012的原 理，來源復(fù)雜的測(cè)量不確定度是由多個(gè)測(cè)量不確定度分量合成的。

　　地磅的動(dòng)態(tài)測(cè)量功能是其基本功能，靜態(tài)測(cè)量功能則是用來進(jìn)行衡器校準(zhǔn)的。由于兩者的作用不 同，其測(cè)量對(duì)象、狀態(tài)、條件等既不相同，測(cè)量不確定度分量也就大不相同了。下面分別將自動(dòng)軌道衡和動(dòng)態(tài)地磅的動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量列舉如下:

　　1.自動(dòng)軌道衡動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量的評(píng)定

　　自動(dòng)軌道衡動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量的評(píng)定分為兩種：⑴自動(dòng)軌道衡動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量評(píng)定;⑵用控制 衡器復(fù)核動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果。

　　(1)自動(dòng)軌道衡動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量

　?、僮詣?dòng)軌道衡的稱重指示器分度值引入的不確定度分量ul;

　?、跈z衡車或參考車輛引入的不確定度分量u2;

　?、圩詣?dòng)誠衡的靜態(tài)允差弓丨入的不確越分量u3;

　?、茌d荷的非重力作用力與振動(dòng)力等弓丨入的不確定度分量U4。

　?、朴每刂坪馄鲝?fù)核動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果

　　①數(shù)字指示軌道衡作為控制衡器時(shí)，其分辨力引入的的不確定度分量Ul;

　　②砝碼及砝碼小車引入的不確定度分量U2;

　?、劭刂坪馄鞯撵o態(tài)允差引入的不確定度分量u3。

　　動(dòng)態(tài)汽車衡動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量的評(píng)定

　　動(dòng)態(tài)汽車衡測(cè)量不確定度分量的評(píng)定同樣分為兩種：⑴動(dòng)態(tài)汽車衡的動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量評(píng)定;⑵用控 制衡器復(fù)核動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果。

　　動(dòng)態(tài)汽車衡的動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度分量

　　①示值分辨力引入的不確定度分量ul;

　?、谑局奠o態(tài)允差引入的不確定度分量u3;

　?、圯d荷的非重力作用力與振動(dòng)力等弓丨起的不確定度分量u4。

　　用控制衡器復(fù)核動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果

　　①控制衡器靜態(tài)允差引起的不確定度分量

　　②控制衡器分度值弓丨起的不確定度分量ul;

　?、蹍⒖架囕v油耗引起的不確定度分量u5。

　　各分量定義、范圍及其分布

　　(Dm：數(shù)字指示分度值或分辨力弓丨入的不確定度分量，±id，均勻分布;

　?、苪2:標(biāo)準(zhǔn)器(如砝碼)引入的不確定度分量，標(biāo)準(zhǔn)器(如砝碼)不確定度，均勻分布;

　　(S)u3：衡器靜態(tài)允差引入的不確定度分量，衡器靜態(tài)允差，均勻分布;

　　(4)u4：載荷的非重力作用力與振動(dòng)力等引起的不確定度分量，這個(gè)分量分布復(fù)雜，其中可能包括道路平 直度影響因素，也可能包括車輛速度變化的影響因素，也可能包括車輛狀態(tài)帶來的影響因素，也可能包括承載 器結(jié)構(gòu)自身變化的影響因素。

　　⑶u5:參考車輛油耗引起的不確定度分量，燃油消耗量，均勻分布。

　　以上五個(gè)分量不是出現(xiàn)在所有的場合，要根據(jù)實(shí)際場合確定該場合適用的合成不確定度的分量。

　　三、實(shí)際的分量來源

　　1.各分量來源可以大致歸結(jié)為：

　　⑴ul

　　衡器指示器進(jìn)行模擬~數(shù)字轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的量化誤差，其范圍為±ld。

　?、莡2

　　稱量或檢定過程中使用的標(biāo)準(zhǔn)器，如：砝碼、檢衡車、控制衡器。其不確定度由這些標(biāo)準(zhǔn)器的檢定證書提 供。當(dāng)使用了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)，需合成不確定度。

　?、莡3

　　衡器的靜態(tài)允差，包括：

　?、俜Q重傳感器、稱重指示器、承載器、基礎(chǔ)、軟件;

　　②環(huán)境條件：溫度、濕度、大氣壓力、干擾。

　?、萿4

　　表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果的不重復(fù)性，在所有分量中，非重力作用力與振動(dòng)力分量對(duì)合成不確定度的貢獻(xiàn)zui大， 影響非重力作用力與振動(dòng)力來源的因素有:

　?、倬€路狀態(tài)：長度、平直度、坡度;

　?、谲囕v狀況：車型、減震彈簧的變形量

　?、壅駝?dòng)：車輛減震彈簧、稱量臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土基礎(chǔ);

　　④牽引力：大小、推拉方向

　?、菟俣龋焊叩?、變化

　?、捃囕v行駛狀態(tài)：剎車、提速、左右擺動(dòng)

　　⑶u5

　　當(dāng)使用了參考車輛，該車輛在自動(dòng)衡器與控制衡器之間往返時(shí)的油耗重量。

　　2.以上從五個(gè)方面考慮了被測(cè)車輛衡，在進(jìn)行不確定度評(píng)定時(shí)應(yīng)該考慮的因素。但是，在一些關(guān)于該類衡 器的測(cè)量不確定度報(bào)告的分析時(shí)，往往將幾種影響量比較大的因素忽略掉了，例如，線路狀態(tài)、車輛狀況.速 度變化等。

　?、啪€路平直度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響帶來的測(cè)量不確定度分量，是與速度密切關(guān)聯(lián)的。而線路平直度又分為： 一個(gè)是平度指標(biāo)，一個(gè)是直度指標(biāo)。路面或軌道的水平度的起落高度差，直接影響標(biāo)準(zhǔn)參考車輛，在通過被測(cè) 衡器時(shí)對(duì)承載器產(chǎn)生的作用力。

　　我們知道不論是在高速公路上，還是鐵路營運(yùn)線路上，是很難找到loom左右沒有坡度、又沒有彎度的路 段的。

　?、栖囕v狀況是主要影響不確定度分量的因素之一，當(dāng)被選擇的車輛狀況比較差時(shí)，再受到通道平直度和行 車速度變化，影響稱量結(jié)果的量值就比較大。因?yàn)檫@時(shí)車輛的晃動(dòng)、振動(dòng)幅度就會(huì)變大，從而在通過被測(cè)衡器 時(shí)，對(duì)衡器產(chǎn)生的作用力也不同于車況好的車輛。

　?、擒囕v種類不同也是影響因素，相對(duì)固定軸的車輛，懸掛軸的車輛的測(cè)量不確定度的影響會(huì)大許多。同樣 都是20多噸的車輛，懸掛軸車輛稱量出的重量有時(shí)比固定軸車輛多出若干噸。

　?、溶囕v所載貨物的不同，也是影響不確定度評(píng)定的重要因素。例如，液體貨物重心的變化。

　　(5)施度變化是影響不確定度分量的重要因素，因?yàn)檐囕v在行駛過程中由于受到摩擦力等外力的影響，必然 會(huì)發(fā)生改變。

　　如果這些影響因素都處于zui端條件下時(shí)，車輛在衡器上得到的測(cè)量結(jié)果將是其差的。當(dāng)年在應(yīng)對(duì)自動(dòng) 軌道衡進(jìn)行型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí)，不論是采用集成檢定法在使用砝碼檢定軌道衡靜態(tài)性能，還是建立參考車輛的工 作，都是比較J順利的。其原因是：先是^兆^剛剛廠修、段修后的車輛作為參考車輛使用;其次是動(dòng)態(tài)檢定時(shí)， 控制參考車輛的運(yùn)行速度在一個(gè)理想的范圍內(nèi);雖然軌道衡是安裝在有一定坡度的線路上，由于人為控制速度沒有較大的變化，試驗(yàn)還麵利完成了。

　　而許多情況下在現(xiàn)場實(shí)際稱量時(shí)，可能由于無法選擇車輛(因?yàn)樗ㄟ^收費(fèi)站的車輛都必須稱量),因 為對(duì)路況情況不了解、車況情況不能選擇，司機(jī)即使想控制車輛的行駛狀態(tài)，也會(huì)因經(jīng)驗(yàn)不足而出現(xiàn)較大誤差。

　　四、幾個(gè)應(yīng)用問題

　　1.非重力作用力與振動(dòng)力作為一個(gè)不確定度分量，是否就是將一些無法量化的因素統(tǒng)統(tǒng)放入進(jìn)去?

　　從概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)這個(gè)角度來講，只要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)足夠多，是可以將一些小概率的現(xiàn)象概括進(jìn)的。比如， 線路問題、車輛狀況問題、速度變化問題等。

　　2.如何從zui小秤量至zui大秤量范圍內(nèi)選取測(cè)量點(diǎn)

　　由于自動(dòng)衡器的“被測(cè)量呈現(xiàn)為一系列值的分布”的特征，一臺(tái)衡器至少有數(shù)百甚至成千個(gè)被測(cè)量值，實(shí) 際上不可能全部進(jìn)行測(cè)量，因此有一個(gè)如何選取測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)用問題，沒有一定之規(guī)。

　　經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)不確定度與枰量范圍為大致的線性相關(guān)時(shí)，選10個(gè)測(cè)量點(diǎn)是適當(dāng)?shù)模?0個(gè)點(diǎn)中應(yīng)包括zui小 秤量與zui大秤量，不過其中這個(gè)zui小秤量不應(yīng)該是“50d”或“20d”，而是指所選取的“參考車輛”的空載車 輛重量。

　　當(dāng)在測(cè)量范圍內(nèi)不能用一個(gè)測(cè)量不確定度值來表明測(cè)量能力時(shí)，可以給出測(cè)量范圍及對(duì)應(yīng)該范圍的zui小不 確定度和zui大不確定度的范圍，并給出典型值的測(cè)量不確定度。

　　3.車輛種類不同，也是影響衡器不確定度評(píng)定的重要因素，應(yīng)該按照R134建議的規(guī)定，至少選擇三種車 型的車輛進(jìn)行評(píng)定;按照R106建議的規(guī)定，試驗(yàn)用參考車輛應(yīng)選取軌道衡要稱量的常用車輛，應(yīng)盡可能覆蓋 已經(jīng)型式批準(zhǔn)的軌道衡的各種稱量模式。稱量的模式包括重車或空車，推送或牽引，稱量速度的范圍(zui高， zui低和實(shí)際過衡速度)，以及單/雙方向。