CN104792395A - 一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，属于计量领域。所述整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法包括：利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值；利用控制衡器对汽车轴重或轴组重进行真值测量获得约定真值；将所述约定真值与动态测量值进行比较，完成对整车式动态汽车衡的检定。本发明方法有效地提高了对于整车式动态汽车衡轴(轴组)重量的测量以及计量检定能力。

Description

一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法

技术领域

本发明属于计量领域，具体涉及一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，利用整车式动态汽车衡对整车和轴(轴组)进行质量测量，特别是可以提供给计量技术机构用控制衡器对整车式动态汽车衡轴(轴组)重进行计量检测的方法。

背景技术

动态汽车衡是一种带有承载器(包含引道在内)的，通过对行驶车辆的称量确定车辆的车辆总质量和(或)车辆轴载荷的一种自动衡器。该种自动衡器简称为动态汽车衡，包括整车称量的动态汽车衡和轴称量的动态汽车衡(动态轴重衡)。其中，整车称量的动态汽车衡是以整车称量方式确定行驶车辆总重量的动态汽车衡。动态轴重衡是对行驶车辆的每一个轴(或轴组)分别称量，且能自动累加轴(或轴组)的称量结果，最终获得车辆总重量和轴(或轴组)载荷的动态汽车衡。控制衡器是用于确定参考车辆总质量，或静态参考单轴载荷的标准计量器具。

一方面对于生产厂家，整车式动态汽车衡只需保证整车称重结果满足计量的要求。而对于轴载的称量结果无法提供。因此，在进行现场试验时，只需提供整车称重结果，轴重和轴组重都无法提供给用户，而计量检定机构因此也不对轴载进行分级。然而在交通运输和道路保护等方面，不仅对于整车重有限制，对于汽车轴载也有限制。这是因为轴重超载对于路面的损坏程度更为巨大，而且对于车辆自身的行驶安全也会带来较多隐患。

另一方面对于计量检定部门，我国的JJG 907-2006计量检定规程《动态公路车辆自动衡器检定规程》中规定：动态公路汽车衡在动态试验中，对于双轴刚性车辆，需要用控制衡器对双轴刚性车辆的总重进行测量，并对前轴和后轴分别进行测量，再按照载荷平均修正值计算前后轴(轴组)轴重的真实质量；对于三轴及以上类型的车辆(三轴/四轴刚性车辆，铰接车辆)，仅用控制衡器得到车辆的总重，而参考车辆单轴载荷(或轴组载荷)的修正平均值是试验期间获得的参考车辆某个单轴载荷(或轴组载荷)的平均值，再使用参考车辆的修正系数对单轴载荷(或轴组载荷)平均值进行修正后的结果。可见，此时对于计量部门来说，大于两轴的车辆的单轴载荷(或轴组载荷)的真值，只能通过车辆总重修正计算得来的，而不是利用控制衡器静态称量的结果。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，提高对于整车式动态汽车衡整车重量以及轴(轴组)重量的测量以及计量检定能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，包括：

利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值；动态测量值包括下面的Axle_front、Axle_middle、Axle_rear、TMV_ref、车速V和轴数AxleNumber；

利用控制衡器对汽车轴重或轴组重进行真值测量获得约定真值；

将所述约定真值与动态测量值进行比较，完成对整车式动态汽车衡的检定。

对于双轴刚性车辆，所述利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值是这样实现的：

将整车式动态汽车衡W的两端分别连接第一引道A和第二引道B，所述第一引道A和第二引道B与所述整车式动态汽车衡W保持在同一水平面；第一引道A与整车式动态汽车衡W的接触处为C1，第二引道B与整车式动态汽车衡W的接触处为C2；

双轴刚性车辆的前轴为A1，后轴为A2；

具体步骤如下：

(11)，车辆行驶在第一引道A内，还没有通过C1，因而整车式动态汽车衡W还没有接收到加载信号，此时的整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(12)从t0时刻开始，前轴A1驶过C1后，而后轴A2没有通过C1，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m1，轴数计数器n记为1；

(13)从t1时刻开始，后轴A2驶过C1后，前轴A1还未通过C2，整车均行驶在整车式动态汽车衡W上，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m2，轴数计数器n记为2；

(14)从t2时刻开始，前轴A1驶过C2后，后轴A2还未通过C2，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m3，轴数计数器n记为3；

(15)前轴A1和后轴A2均驶过C2后，此时整车式动态汽车衡W上无任何载荷，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(16)取m2为汽车整车质量测量参考值，记为：TMV_ref，利用该值对前后轴轴重进行载荷平均值的修正，具体如下：

记录TMV＝m1+m3；

则前轴A1的轴重修正值为：

后轴A2的轴重修正值为：

整车质量为：TMV_ref＝m2

汽车车速为：

汽车轴数记为： $\mathrm{AxleNumber}=\frac{n+1}{2}$

对于三轴及三轴以上的刚性车辆，所述利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值是这样实现的：

将整车式动态汽车衡W的两端分别连接第一引道A和第二引道B，所述第一引道A和第二引道B与所述整车式动态汽车衡W保持在同一水平面；第一引道A与整车式动态汽车衡W的接触处为C1，第二引道B与整车式动态汽车衡W的接触处为C2；

三轴及三轴以上的刚性车辆的前轴为A1，后轴作为轴组进行测量；

对于三轴刚性车辆，设第一后轴为A2，第二后轴为A3，具体步骤如下：

(21)车辆行驶在第一引道A内，还没有通过C1，因而整车式动态汽车衡W还没有接收到加载信号，此时的整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(21)从t0时刻开始，前轴A1驶过C1后，而后轴A2和A3没有通过C1，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m1，轴数计数器n记为1；

(22)从t1时刻开始，第一后轴A2驶过C1后，前轴A1还未通过C2，第二后轴A3未通过C1，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m2，轴数计数器n记为2；

(23)从t2时刻开始，第二后轴A3驶过C1后，前轴A1还未通过C2，整车均行驶在整车式动态汽车衡W上，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m3，轴数计数器n记为3；

(24)从t3时刻开始，前轴A1驶过C2后，第一后轴A2和第二后轴A3还未通过C2，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m4，轴数计数器n记为4；

(25)从t4时刻开始，前轴A1和第二后轴A2均驶过C2后，后轴A3还未通过C2，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m5，轴数计数器n记为5；

(26)从t5时刻开始，前轴A1和第一后轴A2和第二后轴A3均驶过C2后，此时整车式动态汽车衡W上无任何载荷，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(27)得到如下质量测量公式，其中A1、A2、A3分别代表轴重，：

A1＝m1

A1+A2＝m2

A2+A3＝m4

A3＝m5

将上述公式改写为矩阵的形式：

$\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 1& 1& 0\\ 0& 1& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}A1\\ A2\\ A3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m4\\ m5\end{array}\right)$

此时解得A1，A2和A3为：

$\left(\begin{array}{c}A1\\ A2\\ A3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m4\\ m5\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 1& 1& 0\\ 0& 1& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right)}^{-1}$

m3为整车质量测量参考值，记为：TMV_ref＝m3，利用该值对前后轴轴重进行载荷平均值的修正，具体如下：

记录TMV＝A1+A2+A3，

则前轴轴重修正值为：

中间轴轴重修正值为：

后轴轴重修正值为：

整车质量为：TMV_ref＝m3

汽车车速为：

汽车轴数记为： $\mathrm{AxleNumber}=\frac{n+1}{2};$

步骤(21)到(27)同样适用于三轴以上的车辆类型。

所述利用控制衡器对汽车轴重或轴组重进行真值测量获得约定真值是这样实现的：

将第一引道A和第二引道B分别连接到控制衡器的两端，所述第一引道A和第二引道B与所述控制衡器保持在同一水平面；第一引道A与控制衡器的接触处为C1，第二引道B与控制衡器的接触处为C2；

具体步骤如下：

(31)在控制衡器上对整车质量进行测量：车辆从正向、反向各称量5次，记录十次测量值TMV_ref，i，车辆的总重约定真值为

(32)前轴A1驶过C1后停车，此时控制衡器测得前轴A1的质量为Axle_fronti，正向、反向各称量5次，然后根据公式计算前轴A1的静态单轴载荷平均值；

(33)前轴A1还未通过C2，第二后轴A3未通过C1，此时控制衡器的指示器输出质量为Axle_fro-mid，i，正向、反向各称量5次，根据公式计算平均值，最后得到第一后轴A2的静态单轴载荷平均值 $\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}=\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{fro}-\mathrm{mid}}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{front}}};$

(34)前轴A1和第一后轴A2均驶过C2后，第二后轴A3还未通过C2，此时控制衡器的指示器输出质量为Axle_rear，i，正向、反向各称量5次，然后根据公式计算第二后轴A3的静态单轴载荷平均值；

(35)根据三个静态单轴载荷平均值之和，确定参考车辆静态车辆总重量的平均值： $\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}}=\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{mid}}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{rear}}};$

(36)计算单轴载荷的修正平均值，该值为每个单轴载荷的约定真值：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}.$

步骤(31)至(34)中，每次正向称量时，车辆从正向开上控制衡器后，确保车辆静止平稳，车辆的轮轴处于水平，关闭引擎，松开刹车，变速箱位于空档位置，然后开始称量；每次反向称量时，车辆从反向开上控制衡器后，确保车辆静止平稳，车辆的轮轴处于水平，关闭引擎，松开刹车，变速箱位于空档位置，然后开始称量。

所述将所述约定真值与动态测量值进行比较，完成对整车式动态汽车衡的检定是这样实现的：

利用下面的公式计算得到每个单轴载荷的测量偏差：

$D{\mathrm{ev}}_{\mathrm{front}}=\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{front}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}$

$D{\mathrm{ev}}_{\mathrm{mid}}=\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{middle}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}$

$D{\mathrm{ev}}_{\mathrm{rear}}=\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{rear}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}$

利用下式计算得到车辆总重量的误差：

$E_{\mathrm{TMV}}={\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}$

然后，判断这些误差是否满足JJG 907-2006计量检定规程《动态公路车辆自动衡器检定规程》中的测量偏差要求，从而完成对整车式动态汽车衡的检定。

所述第一引道A和第二引道B为公路路面，采用水泥或沥青介质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种整车式动态汽车衡轴(轴组)质量测量方法，有效地提高了对于整车式动态汽车衡轴(轴组)重量的测量以及计量检定能力。消除了以往整车式动态汽车衡无法提供对轴(轴组)质量测量的弊端，整车重量满足要求，而轴(轴组)重量不满足行驶安全及道路保护的要求。本发明适用于整车式动态汽车衡轴重及轴组重的质量测量，同时可对车辆的轴数进行计算。对于生产厂家来说，可以扩展整车式动态汽车衡的数据输出多样性，提供包括轴数、轴重、轴组重等参数。对于计量检定部门来说，可以根据该方法给出用于现场试验测试的汽车的轴重(轴组重)的真值，使其得到有效的溯源。

附图说明

图1为本发明整车式动态公路汽车衡结构垂向示意图

图2为本发明整车式动态公路汽车衡结构侧向示意图

图3为双轴刚性车辆未通过整车式动态公路汽车衡示意图

图4为双轴刚性车辆前轴驶上汽车衡示意图

图5为双轴刚性车辆后轴驶上汽车衡示意图

图6为双轴刚性车辆前轴驶出汽车衡示意图

图7为双轴刚性车辆后轴驶出汽车衡示意图

图8为双轴刚性车辆通过汽车衡时指示器输出质量测量曲线

图9-1三轴刚性车辆未通过整车式动态公路汽车衡示意图

图9-2三轴刚性车辆前轴A1轴驶上汽车衡示意图

图9-3三轴刚性车辆后轴A2轴驶上汽车衡示意图

图9-4三轴刚性车辆后轴A3轴驶上汽车衡示意图

图9-5三轴刚性车辆前轴A1轴驶出汽车衡示意图

图9-6三轴刚性车辆后轴A2轴驶出汽车衡示意图

图9-7三轴刚性车辆后轴A3轴驶出汽车衡示意图

图10本发明方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明提供了一种整车式动态汽车衡轴重测量方法，尤其是针对两轴以上汽车的轴重(轴组重)的质量测量，属于计量领域。所述方法包括：利用整车式动态汽车衡对汽车轴重(轴组重)进行动态测量的方法；利用控制衡器对汽车轴重(轴组重)进行真值测量的方法。

所述方法可以用于生产厂家对整车式动态汽车衡中附加轴及轴组质量的测量及汽车轴数的判断。该方法也可以用于计量技术机构的动态汽车衡现场试验部分，提供三轴及以上车辆的轴(轴组)真值并与厂家动态汽车衡的动态测量值进比较，进而判断汽车衡是否满足计量要求。

本发明为了解决整车动态汽车衡使用中存在的技术问题，针对技术现状，提出了一种整车式动态汽车衡轴重及轴组重的动态测量方法。

对于动态汽车衡用户来说，可以从汽车轴重和轴组重的数据上判断汽车是否轴重超载，以判断是否对过载汽车进行执法和强制卸货等安全管理。

本发明还提出了一种高准确度三轴刚性及以上汽车轴重(轴组重)测量方法。计量技术部门可以利用本发明中的方法，通过控制衡器确定三轴及以上汽车的轴重(轴组重)真值，应用与现场检定和型式评价试验时，具有更高的准确度，进而提高计量管理的水平。

本发明的整车式动态汽车衡动态轴(轴组)质量测量所采用的技术方案如下，

图1和图2分别为本发明中整车式动态公路汽车衡结构的垂向和侧向示意图。其中A和B为整车式汽车衡引道(正常公路路面，水泥或者沥青介质)，C为路面基础，W为整车式动态汽车衡，长度记为L。按照公路汽车衡安装要求，A、B、W应保持在同一水平面，避免过度颠簸；C应能有效的支撑W；A与W之间的接触点为C1，B与W之间的接触点为C2。C1和C2安装应尽量贴合，避免过大的安装缝隙。

D为汽车的过衡方向，图1中的示例是从右往左，即A-＞C1-＞W-＞C2-＞B。部分整车式动态汽车衡也允许有双向运行，如D也可以从左往右，即B-＞C2-＞W-＞C1-＞A。本发明中的方法适用于这两种情况的整车式动态汽车衡。

图3所示为双轴刚性车辆通过整车式动态公路汽车衡的示意图，其中A1为前轴，A2为后轴。

本发明中整车式动态汽车衡对于双轴刚性车辆轴重、车速、轴数的测量方法，依次包括如下步骤：

首先，双轴刚性车辆行驶在引道区域A内(如图3)，还没有通过C1接触点，因而汽车衡还没有接收到加载信号，此时的汽车衡指示器输出质量为0。

从t0时刻开始，汽车前轴A1驶过C1接触点后(如图4)，而后轴A2没有通过C1，此时汽车衡指示器输出质量为m1，轴数计数器n记为1。

从t 1时刻开始，汽车后轴A2驶过C1接触点后(如图5)，前轴A1还未通过C2，整车均行驶在汽车衡W上，此时汽车衡指示器输出质量为m2，轴数计数器n记为2。

从t2时刻开始，汽车前轴A1驶过C2接触点后(如图6)，后轴A2还未通过C2，此时汽车衡指示器输出质量为m3，轴数计数器n记为3。

汽车前轴A1和后轴A2均驶过C2接触点(如图7)，此时汽车衡台面W上无任何载荷，此时汽车衡指示器输出质量为0。

在上述过程完成之后，得到汽车前轴质量为m1，后轴质量为m3，而整车质量为m2，取m2为汽车整车质量测量参考值(记为：TMV_ref)，利用该值对前后轴轴重进行载荷平均值的修正。方法如下：

记录TMV＝m1+m3。

则前轴轴重修正值为：

后轴轴重修正值为： ${\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}=m3\×\frac{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}{\mathrm{TMV}}$

整车质量为：TMV_ref＝m2

汽车车速为：

汽车轴数记为： $\mathrm{AxleNumber}=\frac{n+1}{2}$

上述步骤完整的解释了对于双轴刚性车辆通过整车式动态汽车衡时，整车式动态汽车衡内部算法的处理步骤，该方法可以用于称量轴重、车速、轴数，而整个测量过程中的指示器输出质量测量曲线如图8所示。

对于三轴刚性车辆，前轴作为一个轴进行轴重测量，而对于后两轴，可以作为一个轴组进行质量测量，最后可以给出三个轴重(前轴、中轴、后轴)，也可以给出一个轴重(前轴)和一个轴组重(后两轴)。因此，本发明中整车式动态汽车衡对于三轴刚性车辆轴组重、车速、轴数的测量方法，依次包括如下步骤：

三轴车辆行驶在引道区域A内，还没有通过C1接触点(如图9-1所示)因而汽车衡还没有接收到加载信号，此时的汽车衡指示器输出质量为0；

从t0时刻开始，汽车前轴A1驶过C1接触点后(如图9-2所示)，而后轴A2和A3没有通过C1，此时汽车衡指示器输出质量为m1，轴数计数器n记为1。

从t1时刻开始，汽车后轴A2驶过C1接触点后(如图9-3所示)，前轴A1还未通过C2，后轴A3未通过C1，此时汽车衡指示器输出质量为m2，轴数计数器n记为2。

从t2时刻开始，汽车后轴A3驶过C1接触点后(如图9-4所示)，前轴A1还未通过C2，整车均行驶在汽车衡W上，此时汽车衡指示器输出质量为m3，轴数计数器n记为3。

从t3时刻开始，汽车前轴A1驶过C2接触点后(如图9-5所示)，后轴A2和A3还未通过C2，此时汽车衡指示器输出质量为m4，轴数计数器n记为4。

从t4时刻开始，汽车前轴A1和后轴A2均驶过C2接触点(如图9-6所示)，后轴A3还未通过C2，此时汽车衡指示器输出质量为m5，轴数计数器n记为5。

从t5时刻开始，汽车前轴A1和后轴A2、A3均驶过C2接触点(如图9-7所示)，此时汽车衡W上无任何载荷，此时汽车衡指示器输出质量为0。

在上述过程完成之后，可以得到如下质量测量公式(其中A1、A2、A3分别代表轴重)：

A1＝m1

A1+A2＝m2

A2+A3＝m4

A3＝m5

将上述公式改写为矩阵的形式：

$\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 1& 1& 0\\ 0& 1& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}A1\\ A2\\ A3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m4\\ m5\end{array}\right)$

此时可以解得A1，A2和A3为：

$\left(\begin{array}{c}A1\\ A2\\ A3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m4\\ m5\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 1& 1& 0\\ 0& 1& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right)}^{-1}$

又有m3为整车质量测量参考值(记为：TMV_ref＝m3)。利用该值对前后轴轴重进行载荷平均值的修正。方法如下：

记录TMV＝A1+A2+A3。

则前轴轴重修正值为：

中间轴轴重修正值为：

后轴轴重修正值为： ${\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}=A3\×\frac{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}{\mathrm{TMV}}$

整车质量为：TMV_ref＝m3

汽车车速为：

汽车轴数记为： $\mathrm{AxleNumber}=\frac{n+1}{2}$

所述轴数计数器n是在程序中进行编程，自动计数的。计数原理就是通过测量值改变的时候，触发计数。

上述发明方法，对于三轴以上的车辆类型同样适用。根据我国JJG 907-2006计量检定规程《动态公路车辆自动衡器检定规程》中规定，轴组载荷为“轴的组合中所有相关轴载荷的总和”，并且除双轴刚性车辆外，其余参考车辆动态试验，可以由单轴载荷与单轴载荷修正平均值之间的差值是否超过最大允许偏差来确定，也可以由轴组载荷与轴组载荷修正平均值之间的差值是否超过最大允许偏差来确定。”采用哪种方式由申请厂家确定。

此时，对于三轴以上车型，厂家可以根据需要，给出轴重参数，或者轴组重输出结果，只要将需要组合的各轴重值相加输出即可。

本发明采用的整车式动态汽车衡是现有的一种产品，厂家生产出来用于动态车辆的总重测量，但是目前没有任何方法测得轴和轴组重，也不能仅根据称重的动态数据给出车速、轴数等信息。本发明方法使得这种产品具备了测得这几种参数的能力，扩大了其使用范围。

厂家生产出这种产品后，需要提交国家技术机构，进行产品的定型鉴定(型式评价)，才能允许生产和销售。在型式评价过程中，计量检定人员需要进行现场试验，对于厂家的产品测得的数据进行判定，看这数据是否满足允许误差的要求。在判定数据的时候，检定人员首先必须采用更高准确度的控制衡器分别测量即将进行试验的汽车的各轴的真实质量值。选用何种秤来进行测量真值，是有相应的技术要求的。控制衡器的形式也是秤，类似于动态汽车衡的结构，但是用于静态称量。目前没有用秤来测量得到前轴、中轴及后轴的方法。本发明就提出了这样的方法，如图9-1至图9-7中，只是此测量不是动态的测量，而是需要将车停到相应的位置，静态进行测量。

本发明之二：三轴及以上车辆单轴载荷的约定真值测量方法，该方法适用于于计量技术机构用于确定车辆的真值，并对厂家生产的汽车衡进行检定，也适用于厂家自己对产品进行出厂检验。该方法包括如下步骤：

a.每次称量时，要确保车辆静止平稳，车辆的轮轴处于水平，关闭引擎，松开刹车，变速箱位于空档位置。

b.在控制衡器上对整车质量进行测量，车辆正向、反向各称量5次(即从左至右和从右至左各5次，保证测量汽车真值的准确性。”)。记录十次测量值TMV_ref，i，车辆的总重约定真值为

c.图9-2所示，汽车前轴A1驶过C1接触点后停车，此时控制衡器

测得前轴质量为Axle_fronti，正向、反向各测量5次。根据公式计算前轴静态单轴载荷平均值。

d.图9-3所示，汽车前轴A1还未通过C2，后轴A3未通过C1，此时控制衡器指示器输出质量为Axle_fro-mid，i，正向、反向各测量5次(动态汽车衡的用户一旦将汽车衡安装到道路上以后，无特别要求，就是单向使用的，而且驶过后就立刻得到相应的称量值。而计量检定人员在从事检定和试验工作时，是需要保证测量的真值的准确性的，因此正反向各测量五次，得到各轴的真值，以用来日后判定厂家的产品给出的动态测量值是否满足准确度要求。)。根据公式计算平均值，最后可得中间轴静态轴载荷平均值 $\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}=\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{fro}-\mathrm{mid}}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{front}}}.$

e.如图9-4所示，汽车前轴A1和后轴A2均驶过C2接触点，后轴A3还未通过C2，此时控制衡器指示器输出质量为Axle_rear，i，正向、反向各测量5次。根据公式计算后轴静态单轴载荷平均值。

f.根据三个静态单轴载荷平均值之和(对于三轴刚性车辆，为前轴、中轴和后轴)，确定参考车辆静态车辆总重量的平均值： $\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}}=\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{mid}}}-\stackrel{\‾}{\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{rear}}}.$

g.计算单轴载荷的修正平均值，该值为每个单轴载荷的约定真值。

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

因此，三个单轴载荷的修正平均值之和等于在控制衡器通过整车静态称量方法确定的参考车辆总重的约定真值，这就保证了三轴刚性参考车辆的静态参考单轴载荷的约定真值的溯源性。 $\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}.$

对于三轴以上车型包括铰接车辆，均可以通过上述方法确定每个单轴载荷的约定真值，并根据实际试验情况，使用轴组值还是轴载值。

控制衡器其实也是秤，其满足测量的准确度，单独安装在另外一个地方。其安装条件像上述一样的，与引道处的连接尽量保证水平，才不会带来过大的误差。)

h.在本发明中的方法一中，给出了厂家利用整车式动态汽车衡测量汽车轴载的方法。以三轴车辆为例，整车式动态汽车衡给出三轴轴重分别为：Axle_fronr、Axle_middle、Axle_rear；如何判断动态测量值是否满足规定的要求，此时，可以根据发明之二所述的方法，在控制衡器(控制衡器是另外准备的、且满足准确度等级要求的秤，静态地测得车辆的各轴质量真值，然后与厂家进行试验的整车式动态汽车衡动态测得的数据进行对比，判定合格与否。测量方法与图9-1至图9-7中的示意图类似，所以两个方法共用了这几幅图)上测得的各单轴载荷的修正平均值(约定真值)和给出每个单轴载荷的测量偏差。偏差计算方法如下：

$D{\mathrm{ev}}_{\mathrm{front}}=\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{front}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}$

$D{\mathrm{ev}}_{\mathrm{mid}}=\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{middle}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}$

$D{\mathrm{ev}}_{\mathrm{rear}}=\mathrm{Axl}{e}_{\mathrm{rear}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}$

按照下式计算车辆总重量的误差满足测量偏差要求，误差判定的法规要求请参见JJG 907-2006计量检定规程《动态公路车辆自动衡器检定规程》：

$E_{\mathrm{TMV}}={\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}$

这个公式判定汽车总重偏差的公式。前面的三个公式是判定汽车各轴轴重偏差的公式。本发明的整体步骤如图10所示。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (7)

1.一种整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：所述方法包括：

利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值；

利用控制衡器对汽车轴重或轴组重进行真值测量获得约定真值；

将所述约定真值与动态测量值进行比较，完成对整车式动态汽车衡的检定。

2.根据权利要求1所述的整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：对于双轴刚性车辆，所述利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值是这样实现的：

将整车式动态汽车衡W的两端分别连接第一引道A和第二引道B，所述第一引道A和第二引道B与所述整车式动态汽车衡W保持在同一水平面；第一引道A与整车式动态汽车衡W的接触处为C1，第二引道B与整车式动态汽车衡W的接触处为C2；

双轴刚性车辆的前轴为A1，后轴为A2；

具体步骤如下：

(11)，车辆行驶在第一引道A内，还没有通过C1，因而整车式动态汽车衡W还没有接收到加载信号，此时的整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(12)从t0时刻开始，前轴A1驶过C1后，而后轴A2没有通过C1，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m1，轴数计数器n记为1；

(13)从t1时刻开始，后轴A2驶过C1后，前轴A1还未通过C2，整车均行驶在整车式动态汽车衡W上，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m2，轴数计数器n记为2；

(14)从t2时刻开始，前轴A1驶过C2后，后轴A2还未通过C2，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m3，轴数计数器n记为3；

(15)前轴A1和后轴A2均驶过C2后，此时整车式动态汽车衡W上无任何载荷，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(16)取m2为汽车整车质量测量参考值，记为：TMV_ref，利用该值对前后轴轴重进行载荷平均值的修正，具体如下：

记录TMV＝m1+m3；

则前轴A1的轴重修正值为：

后轴A2的轴重修正值为：

整车质量为：TMV_ref＝m2

汽车车速为：

汽车轴数记为： $\mathrm{AxleNumber}=\frac{n+1}{2}$

3.根据权利要求所述的整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：对于三轴及三轴以上的刚性车辆，所述利用整车式动态汽车衡对汽车轴重或轴组重进行动态测量获得动态测量值是这样实现的：

将整车式动态汽车衡W的两端分别连接第一引道A和第二引道B，所述第一引道A和第二引道B与所述整车式动态汽车衡W保持在同一水平面；第一引道A与整车式动态汽车衡W的接触处为C1，第二引道B与整车式动态汽车衡W的接触处为C2；

三轴及三轴以上的刚性车辆的前轴为A1，后轴作为轴组进行测量；

对于三轴刚性车辆，设第一后轴为A2，第二后轴为A3，具体步骤如下：

(21)车辆行驶在第一引道A内，还没有通过C1，因而整车式动态汽车衡W还没有接收到加载信号，此时的整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(21)从t0时刻开始，前轴A1驶过C1后，而后轴A2和A3没有通过C1，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m1，轴数计数器n记为1；

(22)从t1时刻开始，第一后轴A2驶过C1后，前轴A1还未通过C2，第二后轴A3未通过C1，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m2，轴数计数器n记为2；

(23)从t2时刻开始，第二后轴A3驶过C1后，前轴A1还未通过C2，整车均行驶在整车式动态汽车衡W上，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m3，轴数计数器n记为3；

(24)从t3时刻开始，前轴A1驶过C2后，第一后轴A2和第二后轴A3还未通过C2，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m4，轴数计数器n记为4；

(25)从t4时刻开始，前轴A1和第二后轴A2均驶过C2后，后轴A3还未通过C2，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为m5，轴数计数器n记为5；

(26)从t5时刻开始，前轴A1和第一后轴A2和第二后轴A3均驶过C2后，此时整车式动态汽车衡W上无任何载荷，此时整车式动态汽车衡W的指示器输出质量为0；

(27)得到如下质量测量公式，其中A1、A2、A3分别代表轴重，：

A1＝m1

A1+A2＝m2

A2+A3＝m4

A3＝m5

将上述公式改写为矩阵的形式：

$\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 1& 1& 0\\ 0& 1& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}A1\\ A2\\ A3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m4\\ m5\end{array}\right)$

此时解得A1，A2和A3为：

$\left(\begin{array}{c}A1\\ A2\\ A3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}m1\\ m2\\ m4\\ m5\end{array}\right)\·{\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 1& 1& 0\\ 0& 1& 1\\ 0& 0& 1\end{array}\right)}^{-1}$

m3为整车质量测量参考值，记为：TMV_ref＝m3，利用该值对前后轴轴重进行载荷平均值的修正，具体如下：

记录TMV＝A1+A2+A3，

则前轴轴重修正值为：

中间轴轴重修正值为：

后轴轴重修正值为：

整车质量为：TMV_ref＝m3

汽车车速为：

汽车轴数记为： $\mathrm{AxleNumber}=\frac{n+1}{2};$

步骤(21)到(27)同样适用于三轴以上的车辆类型。

4.根据权利要求2或3所述的整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：所述利用控制衡器对汽车轴重或轴组重进行真值测量获得约定真值是这样实现的：

将第一引道A和第二引道B分别连接到控制衡器的两端，所述第一引道A和第二引道B与所述控制衡器保持在同一水平面；第一引道A与控制衡器的接触处为C1，第二引道B与控制衡器的接触处为C2；

具体步骤如下：

(31)在控制衡器上对整车质量进行测量：车辆从正向、反向各称量5次，记录十次测量值TMV_ref，i，车辆的总重约定真值为

(32)前轴A1驶过C1后停车，此时控制衡器测得前轴A1的质量为Axle_fronti，正向、反向各称量5次，然后根据公式计算前轴A1的静态单轴载荷平均值；

(33)前轴A1还未通过C2，第二后轴A3未通过C1，此时控制衡器的指示器输出质量为Axle_fro-mid，i，正向、反向各称量5次，根据公式计算平均值，最后得到第一后轴A2的静态单轴载荷平均值 $\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{fro}-\mathrm{mid}}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}};$

(34)前轴A1和第一后轴A2均驶过C2后，第二后轴A3还未通过C2，此时控制衡器的指示器输出质量为Axle_rear，i，正向、反向各称量5次，然后根据公式计算第二后轴A3的静态单轴载荷平均值；

(35)根据三个静态单轴载荷平均值之和，确定参考车辆静态车辆总重量的平均值： $\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}};$

(36)计算单轴载荷的修正平均值，该值为每个单轴载荷的约定真值：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{mid}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}}\×\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}}{\stackrel{\‾}{\mathrm{TMV}}}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}=\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}+\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}.$

5.根据权利要求4所述的整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：步骤(31)至(34)中，每次正向称量时，车辆从正向开上控制衡器后，确保车辆静止平稳，车辆的轮轴处于水平，关闭引擎，松开刹车，变速箱位于空档位置，然后开始称量；每次反向称量时，车辆从反向开上控制衡器后，确保车辆静止平稳，车辆的轮轴处于水平，关闭引擎，松开刹车，变速箱位于空档位置，然后开始称量。

6.根据权利要求4所述的整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：所述将所述约定真值与动态测量值进行比较，完成对整车式动态汽车衡的检定是这样实现的：

利用下面的公式计算得到每个单轴载荷的测量偏差：

${\mathrm{Dev}}_{\mathrm{front}}={\mathrm{Axle}}_{\mathrm{front}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{front}}}$

${\mathrm{Dev}}_{\mathrm{mid}}={\mathrm{Axle}}_{\mathrm{middle}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{mid}}}$

${\mathrm{Dev}}_{\mathrm{rear}}={\mathrm{Axle}}_{\mathrm{rear}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{CorrAxle}}_{\mathrm{rear}}}$

利用下式计算得到车辆总重量的误差：

$E_{\mathrm{TMV}}={\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{TMV}}_{\mathrm{ref}}}$

然后，判断这些误差是否满足JJG 907-2006计量检定规程《动态公路车辆自动衡器检定规程》中的测量偏差要求，从而完成对整车式动态汽车衡的检定。

7.根据权利要求2-4任一所述的整车式动态汽车衡轴重测量及检定方法，其特征在于：所述第一引道A和第二引道B为公路路面，采用水泥或沥青介质。