從系統誤差看動態地磅存在的問題

本文從系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系統，傳感器結構是否最 優，是稱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。本文從四川省動態地磅使用的實際情況 來分析這一問題。

1.概述

系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。為了討論問題方便，本文按10次測量的平 均值來考慮系統誤差。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（系統）兩個 周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（系統）目前存在的主 要問題。

2.產生系統誤差因素分析

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

目前四川省動態公路車輛自動衡器設備（系統） 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)。那么它們應用到高速公路收費島 內的動態稱重會帶來什么問題呢？我們從應用應變 式稱重傳感器的三家企業，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 速度下進行了比較。

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

從表中看出，在5km/h時應變式的系統誤差優于 稱重數據處理器，加以速度修正來進行動態稱重，低 石英晶體式的系統誤差，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后得出來的 結果。所以說,速度是影響系統誤差的重要因素。在 〈動態公路車輛自動衡器檢定規程》(JJG907 - 2006) 中,動態設備（系統)應是安裝于稱量控制區域內，并 規定速度范圍行使的”但沒有規該速度范圍。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系統誤差的主要因素。

3.目前存在的問題

既然速度是影響系統誤差的重要因素,那么測速 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合用于 動態稱重。但石英晶體式傳感器稱重系統,對測量速 度要求較高，因為在該系統中重量和速度是一個比例 函數關系。從目前使用的石英晶體式傳感器稱重系 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。

應變式傳感器稱重系統中,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干擾能力弱,不同的通過速度往往對應了不同的稱量精 度,速度越高誤差越大。從目前使用的應變式傳感器 稱重系統來看,需要改進應變式的傳感器及稱重平臺 的結構,采用更為先進的數學模型和軟件處理方式來 提高動態稱重精度。

4.結束語

通過我所對四川動態公路車輛自動衡器的檢定 實踐來看,傳感器結構是否最優,是稱重系統示值準 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系統誤差除了與稱重 設備(系統)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。