淺談動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡靜態(tài)稱(chēng)量試驗所用砝碼的研制方案 說(shuō)明：

0. 引言

伴隨著(zhù)公路運輸業(yè)的快速發(fā)展，近年來(lái)我國道路運輸貨車(chē)超載現象較為普遍，車(chē)輛在超載的情況下行駛，是造成公路加速損壞、引發(fā)交通事故的一個(gè)重要原因。公路計重收費是我國目前正在推廣的一項公路收費政策，也是我國治理超限超載的一項有效措施。特別是超載嚴重的貨運車(chē)輛，它以貨車(chē)的實(shí)際載荷總質(zhì)量為依據實(shí)行計重收費，不僅更好地體現了社會(huì )公平，也使交通管理部門(mén)根據超重程度進(jìn)行經(jīng)濟處罰，成為治理超限超載的一種有效手段，而動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡便是實(shí)現計量收費的核心技術(shù)設備，按照JJG907-2006《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器》國家計量檢定規程以及道路交通管理相關(guān)部門(mén)的政策法規，在用動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡應定期進(jìn)行周期檢定。

1. 試驗方法

動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡是一種對行駛中的機動(dòng)車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的計量?jì)x器。它通過(guò)對車(chē)輛的各軸或軸組分別進(jìn)行稱(chēng)量，且能自動(dòng)累加軸（或軸組）的稱(chēng)量結果，從而確定該車(chē)輛的總質(zhì)量。

1. 1. 靜態(tài)試驗方法

根據JJG907-2006《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器》國家計量檢定規程的要求，當動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡可通過(guò)靜態(tài)稱(chēng)量方式作為集成控制衡器來(lái)確定雙軸剛性參考車(chē)輛單軸載荷約定真值時(shí)，應首先對其進(jìn)行靜態(tài)加載試驗。當靜態(tài)試驗符合要求后，再依次對雙軸剛性參考車(chē)輛的每個(gè)單軸進(jìn)行稱(chēng)量，記錄每個(gè)單軸載荷。當兩個(gè)單軸都稱(chēng)量后，即可計算兩個(gè)單軸載荷之和——即車(chē)輛總質(zhì)量。根據該方法對車(chē)輛適當地加載及卸載，使軸載荷能覆蓋衡器的稱(chēng)量范圍，以確定靜態(tài)參考單軸載荷，并計算得到不同載荷狀態(tài)下參考車(chē)輛整車(chē)總重的約定真值。

1.2　動(dòng)態(tài)試驗方法

將已知總質(zhì)量的參考車(chē)輛按規定方向、規定勻速車(chē)速下對動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡進(jìn)行數次動(dòng)態(tài)試驗，獲得參考車(chē)輛單軸載荷的動(dòng)態(tài)數據。通過(guò)計算得到的動(dòng)態(tài)時(shí)車(chē)輛總質(zhì)量與靜態(tài)時(shí)確定的整車(chē)約定真值進(jìn)行比較計算，便可確定動(dòng)態(tài)試驗是否符合檢定規程的允差要求。動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡進(jìn)行靜態(tài)稱(chēng)量測試不僅僅是為了檢查計重秤臺的固有稱(chēng)量特性，同時(shí)還可以發(fā)現計重設備安裝維護是否良好，是否存在基坑污染、秤臺與路基秤框擦靠現象，更是為了確保獲得參考車(chē)輛約定真值有效性的前提條件。所以，動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡靜態(tài)的準確度不僅是對稱(chēng)重設備本身準確度的檢定，更是對稱(chēng)重設備安裝后的一種質(zhì)量驗收手段。

2. 基本原理和設計

根據目前高速公路收費口所安裝的公路計重收費裝置——動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡（圖1），其實(shí)際承載面積較小，寬度只能適應車(chē)輛每個(gè)單軸依次通過(guò)。目前廣泛應用的動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡的承載臺尺寸一般為長(cháng)（3.2m）×寬（0.8m），超寬車(chē)道為長(cháng)（4.0m）×寬（0.8m），承載臺面積約為2.56m2和3.2m2。而在靜態(tài)加載稱(chēng)量試驗時(shí)，通常采用傳統1t的鎖形大砝碼，其尺寸約為：長(cháng)（0.8m）×寬（0.6m）×高（0.52m），底面積為0.48m2（圖2）。在砝碼進(jìn)行加、卸載過(guò)程中，往往會(huì )受限于砝碼自身高度和底面積的因素，較難控制加載的高度和實(shí)現最大量程的加載，且當砝碼疊加過(guò)程中若重心不穩，極易造成傾斜和側翻等問(wèn)題，存在較大的安全隱患。

為了提高汽車(chē)衡砝碼加載的安全系數和工作效率，并適應絕大多數產(chǎn)品試驗的使用率，以承載面積最小的動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡產(chǎn)品作為參考，通過(guò)類(lèi)似堆疊積木的思路和方法，設計一塊用砝碼平臺承載支架和兩種不同外觀(guān)的扁形砝碼來(lái)實(shí)現疊加，既可有效降低總的疊加高度來(lái)減小安全隱患，又可實(shí)現滿(mǎn)量程靜態(tài)加載要求。

依據JJG907-2006中6.3.1條的要求，砝碼平臺承載支架的設計總質(zhì)量應滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)軸重汽車(chē)衡在初始置零調整范圍不大于最大秤量（Max）20%的要求，使動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡在初始置零狀態(tài)下，仍能滿(mǎn)足開(kāi)機示值顯示為零點(diǎn)，而不影響之后加、卸載的砝碼示值準確度。通過(guò)組合疊加的方式，將3個(gè)M形砝碼分別扣在砝碼承載支架上進(jìn)行組合疊加，不僅可在承載支架的同一水平面上加載3個(gè)1t扁形砝碼，也使扁形砝碼有效利用支架橫向的上、下空間而向外伸展，降低了砝碼疊加的高度。通過(guò)合理的疊加，可實(shí)現所需量程范圍的加載。通過(guò)最終組合疊加的方式，再根據實(shí)際稱(chēng)量要求加載至所需汽車(chē)衡砝碼量。由于拱形砝碼扣在砝碼支架上，其伸展部分與地面脫離并不接觸，且脫離地面高度也僅約2.5cm，當加載不穩可能出現傾斜時(shí)，兩邊伸展部分也可起到一定緩沖支撐的作用。

這樣，利用電子水平儀和平面鏡反射面，可以方便測量激光上下入射的應用場(chǎng)合，可以實(shí)時(shí)監測旋轉軸豎直狀態(tài)；激光器出射光束由下往上傾斜入射至平面鏡反射面上，輸出信號，調整傾角臺傾角，使得在一個(gè)旋轉周期內由平面鏡反射出來(lái)，輸出的光點(diǎn)位置在一定范圍內維持不變。利用高精度電子水平儀實(shí)現平面鏡反射面水平調整的裝置，由于反射面平面度可以加工良好，而平面鏡的一大特點(diǎn)是垂直入射其表面的光束將原路返回，因此利用該反射面作為標準，進(jìn)而可應用于對激光光束在豎直方向的準直。這種方法傳遞至平面鏡的反射面上，實(shí)驗得到平面鏡水平傾角小于30μrad，從而實(shí)現一種平面鏡反射面作為參考級水平基準的調整。用平面鏡克服了液面參考的局限性，尤其是對于激光光束豎直向上入射的應用，實(shí)現了一種更高精度的水平參考。

4. 結語(yǔ)

水平儀從過(guò)去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現在的電子水平儀，是自動(dòng)化和電子測量技術(shù)發(fā)展的結果。作為一種檢測工具，它已成為橋梁鐵路、土木工程、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、機械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要計量?jì)x器。電子水平儀是一種非常準確的測量小角度的檢測工具，不僅可以測量被測平面的平面度、直線(xiàn)度等參數，還可以結合光學(xué)等方法，獲得更多的測量結果，實(shí)現相對于水平位置的傾斜度的測量，得到準確的水平基準面。在機械測量及光機電一體化應用技術(shù)應用中占有重要地位，研究性能精度更好的電子水平儀具有重要意義。

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