动态地磅检定方法探讨

JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器》检定规程颁 布实施后，山东省计量科学研究院按该规程检定动态公 路车辆自动衡器3500台（次），免费检测1000台（次），极大 地抑制了车辆的超限超载，并积累了一些现场检定经验 和发现的问题。下面针对常见的问题进行分析探讨，并提 出解决方案，供同行商榷。动态地磅检定的 关键因素如下：

一、参考车辆的选择

1.车型的选择

根据JJG907-2006的规定，用于动态试验的参考车辆 必须是政府有关部门允许的，且是被测动态地磅预期 使用的车辆，双轴刚性车辆必须具备，至少还应有两种不 同类型的参考车辆。通过几年的检定，笔者得出几种比较 合理的配置组合“l)双轴刚性+四轴刚性+五轴（六轴）铰 接挂车“2；)双轴刚性+三轴刚性+五轴（六轴）铰接挂车，如 果动态地磅还用于确定装载液体的车辆，则还应该选择 装载液体的车辆作为参考车辆。笔者在实际检定中发现， 很多动态地磅产品的轮轴识别器对多轴（五轴以上）挂 车容易出现轴型减少或增多等判断错误的现象，从而导致 车重称量错误，而且在高速公路上行驶的货车以此种车型 居多，因此，五轴（六轴；铰接挂车作为参考车辆配备很有 实际意义。

2.车载荷的选择

理想状态下的动态地磅安装调试完毕并进行静态 标定后，只需进行一个常用吨位的动态标定就可依靠传 感器良好的线性保证整个量程范围内的准确度。在实验 室内进行型式评价的样机确实能达到这种理想状态，但 是，由于受土建施工、公路使用现场的坡度与平直度秤体 安装、现场环境的复杂性和传感器性能的不稳定性等因 素影响，现场使用中的动态地磅不可能达到此种理想 状态，因此，只能使用按载荷和速度分段标定的方法来保 证动态称重的准确度，这就要求参考车辆的车载荷应尽 可能覆盖常用量程。根据现场试验和检测，笔者认为（10~ 15)t左右作为分段间隔比较合理，也是大部分厂家校准 软件中实际采用的分段吨位，若是首次检定，则还需要检 定最小秤量和最大秤量。考虑到山东高速公路计重收费 的实际情况（5t以下不按计重收费；，后续检定中笔者作 出如下车载荷组合：15t (双轴刚性)+30t(四轴刚性)+45t (四轴刚性）+60t(五轴铰接挂车），其中，四轴刚性车载荷 通过增减砝码即可实现两个吨位的变换，并在6个月后的 下次检定过程中对车载荷进行相应的变换。连续几年 6000台（次）的检定数据表明，上述车载荷组合能够很好 地保证动态地磅的量程范围内的准确度。只使用一二 个车型、车载荷单一很少变换的检定方式是无法保证动 态地磅的准确度的，是不可取的。

二、轴载荷的确定

1.双轴刚性车辆静态单轴载荷约定真值的确定

JJG907-2006明确规定了确定双轴刚性车辆静态单 轴载荷约定真值的方法，如图1所示，其中斜线框为秤体 即称重区，斜线框外侧为出入引道。

对每个单轴分别进行10次称量，按箭头所示行进方 向正反各5次，称重数据如表1所示。由于双轴刚性车辆所 能承受载荷较轻，整车重一般控制在15t以下，笔者选用 量程为15t的地磅，这样车重能尽可能接近其最大秤量 范围，保证称重的准确度。除了必须满足计量特性的要求 外，还应特别注意的是，承载器两端的出入引道应与承载 器处于同一平面，并不能有横向的倾斜，应具有足够的长 度确保能完全支撑被称车辆。

2.其他参考车辆单轴载荷约定真值的确定

JJG907-2006中提出在典型运行速度下进行10次动 态试验以确定单轴载荷，如何确定典型速度就成为能否 保证准确得出轴载荷约定真值的关键。现场使用的动态地磅为保证其准确度而设置的最高和最低通行速度一般 为15km/h和1km/h左右，因此，笔者首先将典型运行速度理 解为10km/h左右。现场测量的车辆通过速度也以这个速度 居多，但是通过现场实际检测发现，以10km/h速度进行动 态试验得到的轴载荷数值相差很大，如表2所示。车量总 重相差120kg的两次称量中第一轴轴重之差居然达到了 近1t，由此确定的轴重修正平均值计算出的最大差值也 达到了 527kg (整车重的约定真值为39450kg)，远远不能 满足轴重最低级别（F级）的误差要求。笔者对不同厂家的 动态汽车衡都做过试验，结论是一致的，就是目前国内动 态地磅的技术水平还不能满足以10km/h作为典型运行速度来确定轴重的要求，以5km/h作为典型运行速度测得 的轴载荷数据就相对稳定得多，用来确定轴载荷真值自 然更为准确。

三、总车重的确定

1.车辆油耗等不确定因素的影响 检测车辆作为标准装置的主要组成部分应保证其质 量的恒定不变，但是由于检定方式的特殊性，检定过程中 不可避免地存在车重变化的问题，油耗是主要原因之一。 如何将其影响降到最小，只观察油表指示是远远不够的， 油表指示太过粗略。经过长期观察计算，能够较精确地算 出检测车辆每百公里所消耗的油量V100，根据车辆里程表 显示的公里数可计算出车辆行驶的距离S，这样就可以算出车辆因为油耗改变的重量xS，此时车重的约定真值变为AM。表3为2007年4月6日至4月7日期间笔者检测济南绕城高速与济青高速淄博站后，返回济南途中按行驶公里数间隔在济钢厂区内同一静态地磅上所做的5次称重数据，原始车重为37580kg。

由表3数据可以看出，理论计算与静态称量车重改变最大相差为2kg，并没有随行驶距离的增加而变大的趋势（注：称量时地磅显示分度值设定为2kg)。

类似实验笔者按不同车型、不同车重、不同的天气条 件做过多次，综合分析实验数据，笔者可以得出这样的结 论，在良好条件下（车况、天气等），理论计算车重与静态 称量车重是基本吻合的。两者差值产生的误差相对常用 的标准车重（15000kg~50000kg)与被检衡器的常用准确 度等级（总重允许误差±2.5%)是可以忽略不计的。

2.现场检测中保证总车重的准确度

为保证车重的准确度，驾驶室、车厢和车载砝码应常 清扫，保持干净整洁，禁止存放杂物和行李等物品，检测时 驾驶人员应保持不变。在良好状况下，短时间内（1~2天)笔 者可以以理论计算得出的车重作为标准车重进行检定， 这样就不用一天内多次寻找合适的分离控制衡器，节省 了大量时间。但是，在雨雪等恶劣天气下长距离行驶 后，由于车辆车身和轮胎被泥水等杂物粘着，或是车辆 修理后零部件更换了，重量都会有较大改变，因此，在 恶劣天气下为保证人身安全和标准车重的准确度应停止检 定。在恶劣天气结束、车辆修理后和长时间检定后应及时 清洗车辆，重新称量后再进行检定。当然,JJG907-2006规 定也可以用集成控制衡器来确定车重。JJG907 -2006的 8.2.2.9明确规定须将整车置于控制衡器上进行称量，但 是目前高速公路上安装使用的都是单秤体、宽度只有 0.8m左右的动态地磅，即使是3台面联体秤台也不可能 进行整车称量得出总车重，而分别进行轴称量后累加得 出的总车重作为约定真值的方法是不符合JJG907-2006 的要求的。因此，目前高速公路上使用的动态地磅不可 能作为整车称量集成控制衡器使用，即使按照静态实验 检定合格后，也只能作为轴载荷称量集成控制衡器来确 定轴载荷约定真值。

四、速度的确定

1.车速的准确测量

JJG907-2006规定首次检定需在4种速度下分别进 行，即最高运行速度、最低运行速度、典型速度和异常 过衡速度。每个厂家的动态地磅都有自己的测速装 置和软件，一般的测速原理为秤台宽度除以车辆单轴 通过秤台的时间即为单轴的轴速，最后的车速以所有 轴速的平均值来确定。笔者所选用的测速仪表为美国 生产的利用多普勒原理的斯德克运动型测速雷达，准 确度为±0.2km/h。最准确的测量方法为测速仪正面对准 车辆行驶方向或背离行驶方向，使雷达波的方向同车 辆行驶方向成一直线，不要在车身侧面位置测量。通过 测量车速及与各个厂家测速系统的比较，笔者发现低 速（5km/h以下）基本一致，局速超过15km/h后相差比车父 大，有的厂家甚至测速相差10km/h以上。自身测速系统 准确度很差，根本不能作为参考车速。由于车速是受驾 驶员人为控制的，因此，检测中不可避免地存在前后轴 轴速不一致、加减速等现象，我们的专业驾驶人员通过 上万次实际检测中与标准测速装置的比对练习，能将 速度误差控制在±2km/h范围以内，加速度控制在±0.2m/s2 以内，能够满足检测中的需要。

2.异常过衡速度的确定

JJG907-2006规定，当行驶车辆以异常过衡速度通过 时，应在显示值或打印输出上有明显的警示信息，否则应不 指示和不打印称量结果。异常过衡速度包括3种：（1)速度高 于最高允许速度；(2)速度低于最低运行速度；（3)加速度过 大。这3种速度下都有可能产生过大的相对误差，首次检定 时应分别予以检验。需要特别注意的是，车辆通行时还有一 种特殊情况，即车辆的某一轴短时间静止在秤台上，然后继 续行驶通过，这种情况在收费站压车，引道内滞留多辆汽车 时经常会出现，有的厂家由于选用的存储芯片容量较小，无 法存储轴停留秤台时采集的大量数据造成溢出，车通过后 不显示车重，造成丢车，需要倒车重新称量，使收费站堵塞 情况更为恶化，因此，首次检定时应检验在这种情况下动 态汽车衡能否正常称量。

3.检定中如何利用厂家测速装置

厂家生产的动态地磅其测速功能不可或缺，对修 正不同速度段下的称重数据具有非常重要的作用，但是 规程中并没有对动态地磅自带的测速系统准确度提出 要求，因此，不可能要求厂家将其测速系统提高到达到我 们使用的测速标准装置的准确度要求。那么，如何利用这 些不准确的速度数据？笔者通过现场检测和实验发现，车 速在5km/h左右（即低速）时，测速系统测量的数据与标准 速度基本一致，误差不超过0.2km/h。车速在10km/h以上时 有的测速系统误差变得很大，但是两者的相差数值非常 稳定，即标准车速10km/h时，同一型号的动态汽车衡的测 速系统测量数据都为15km/h左右，相差不到1km/h，如表4所 示。这样，在检测同一个厂家的动态地磅时，就可以把 其测速数据作为参考，减掉固定差值就能得出大致的标 准速度，而不用使用标准装置不停地测量车速，节约了时 间、提高了效率，也保证了车速的准确度。需要特别注意 的是，当需要对某一速度段进行系数修正时，应以其自身 测速系统的速度数据为准，而不应要求厂家修正标准速 度对应的系数。

五、结束语

以上分别对参考车辆的选择、轴载荷约定真值的确 定、总车重的确定与速度的确定这四方面在实际检定过程 中的方法进行了论证，由于现场车辆、人员和设备情况复 杂，检定时需要对随时出现的各种情况进行相应的处理。 既要掌握检定原则，又要在不影响使用准确度的前提下灵 活使用各种方法。实践证明，上述检定方法取得了很好的 效果，真正做到了公平、公正、准确、高效。