自2006年開始寧夏回族自治區(qū)區(qū)公路收費(fèi)站安裝動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器，

對(duì)貨運(yùn)車輛實(shí)行計(jì)重收費(fèi)，本文分析了動(dòng)態(tài)地磅自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)WACS-2000 在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量不確定度。

1.檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)介

動(dòng)態(tài)公路地磅自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是針對(duì) 安裝在公路收費(fèi)站道口的計(jì)重設(shè)備進(jìn)行計(jì)量檢定 的機(jī)電一體化精密設(shè)備，是可移動(dòng)的、高精度 的、對(duì)使用環(huán)境幾乎沒(méi)有特殊要求的自動(dòng)化檢測(cè) 設(shè)備。

1.1基本構(gòu)成

檢測(cè)設(shè)備由靜態(tài)壓力源、靜態(tài)壓力產(chǎn)生裝置、 高精度力傳感器、重量變送及顯示儀表、加載板、 提升機(jī)構(gòu)、可編程控制器、觸摸式人機(jī)界面組成， 共分為機(jī)械系統(tǒng)和液壓伺服系統(tǒng)兩大部分。

1.1.1機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示如圖1所示。

靜態(tài)壓力源由移動(dòng)式承載裝置半掛車0和 放置在其上的配載快（2組成。靜態(tài)壓力產(chǎn)生裝 置由電動(dòng)組合液壓泵站3和主油缸4構(gòu)成。 高精度壓力傳感器（5倒置安裝在主油缸活塞桿 的末端。加載板@通過(guò)安裝在承重結(jié)構(gòu)上的提 升油缸（7懸掛在主油缸正下方。主油缸通過(guò)銷 軸安裝在承重結(jié)構(gòu)縱梁下，安裝在承重結(jié)構(gòu)縱梁 下的提升油缸8可在主油缸不使用時(shí)將其提起 收放在縱梁下,

1.1.2液壓伺服系統(tǒng)

液壓伺服系統(tǒng)由可編程控制器、計(jì)量泵、電 動(dòng)三位四通換向閥、伺服泵、力傳感器、力變送 器、油缸組成。高精度力傳感器連接力變送器， 可編程控制器的輸入端連接力變送器的輸出端，可編程控制器的第一個(gè)輸出端連接主油泵，用于 控制主油泵的啟動(dòng)、停止及其轉(zhuǎn)速；可編程控制器 的第二輸出端連接電動(dòng)三位四通換向閥，用于切換 泵油的方向；可編程控制器的第三個(gè)輸出端連接電 動(dòng)微調(diào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于輸出壓力的精確調(diào)整。

1.1.3輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)是用來(lái)完成機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)作執(zhí)行的， 列如：主油缸的提升與下降、加載板的提升與下 降，加載板的機(jī)械鎖定。

1.1.4支腿

在檢測(cè)設(shè)備需長(zhǎng)期停放或臨時(shí)需摘下牽引車 時(shí)，可以使用液壓支腿將設(shè)備整體支撐起來(lái)，在 液壓支腿的操作組合開關(guān)上豎直排列有三個(gè)按鈕， 分別是向上、停止、向下。

2.不確定度分析

2.1概述

2.1.1依據(jù)：JJG 907-2006〈〈動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》。

2.1.2標(biāo)準(zhǔn)：要求該裝置的擴(kuò)展不確定度U 小于動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器最大允許誤差MPE的 1/3,即 MPE 各 1/3U。

2.1.3被測(cè)對(duì)象：5級(jí)動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器 靜態(tài)部分，最大稱量300004。

2.1.4測(cè)量方法：如圖1所示，我們采用把 高精度力傳感器作為標(biāo)準(zhǔn)器的反力框架法。

2.2不確定度的主要來(lái)源

2.2.1高精度力傳感器示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn) 不確定度分量U1。

2.2.2高精度力傳感器安裝誤差引人的不確 定度分量 u 3。

2.2.3相同條件下動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器自 身的重復(fù)性、測(cè)量方法與規(guī)定的方法和程序的不 一致性、人員誤差的存在、環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的影 響所引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可不必考慮。

2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

2.3.1高精度力傳感器示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確 定度 u1

根據(jù)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院測(cè)試結(jié)果該標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 力儀為0.1級(jí)，可知：

2.3.1.1按測(cè)量上限（fS給出的級(jí)別、最大允 許誤差絕對(duì)值MPEV/FS及重復(fù)性限r/FS分別為 MPEV/FS=0.1 ； r/FS=0.1

2.3.1.2在儀器示值不確定度u?中系統(tǒng)效 應(yīng)導(dǎo)致的分量up F

按矩形分布轉(zhuǎn)換因子b=0.6與分散區(qū)間半寬

a=MPEV之積

uSTS F =0.6MPEV=0.6 x 0.1% FS=0.06%

2.3.1.4隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的分量F 按重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差sfr/2.8 Urd (F =0.4 x 0.1% FS=0.04%

2.3.1.5 所以 u(F 2=usys2+uJ u (F /FS=0.07%

由標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀準(zhǔn)確度等級(jí)帶來(lái)的誤差可作為 均勻分布處理，則

叫=30000 x 0.07% /2=10.5kg

2.3.2高精度力傳感器安裝誤差引起的不確 定度分量

測(cè)力儀安裝時(shí)由于受力軸線與動(dòng)態(tài)汽車軸重 儀受力軸線應(yīng)考慮其垂直于臺(tái)面不一致時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生誤差，一般來(lái)說(shuō)，而軸線不一致性不會(huì)超 過(guò)1° ,所以由角度帶來(lái)的誤差u 0為 u (0) = (1-cos1° ) =1.2 x10-4 由角度帶來(lái)的誤差可作為均勻分布處理，則 的=30000 x 0.012% /2=1.8kg

2.3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量互不相關(guān)，所以：

uc=姨u;+u; ?10.6kg

2.3.4擴(kuò)展不確定度

若按置信概率P=0.95%計(jì)算（k=2 ,擴(kuò)展不確 定度 U= uc=2 x 10.6kg=21.2kg

3.測(cè)量不確定度報(bào)告

上述分析及計(jì)算按UF 1059-1999《量不確定 度評(píng)定與表示》進(jìn)行，得到動(dòng)態(tài)公路車輛地磅自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：U95reF21.2kg 置信概率P=0.95 ;包含因子k=2。根據(jù)動(dòng)態(tài)地磅在30t稱量處的最大允許誤差M PE= ±1.5e=1.5 x 50kg=75kg,靜態(tài)：U/MPE 各 1/3。

上述不確定度評(píng)定能夠滿足量值傳遞要求， 是可行的。