淺談動態軸重汽車衡靜態稱量試驗所用砝碼的研制方案 說明：
- 引言
伴隨著公路運輸業的快速發展，近年來我國道路運輸貨車超載現象較為普遍，車輛在超載的情況下行駛，是造成公路加速損壞、引發交通事故的一個重要原因。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輛，它以貨車的實際載荷總質量為依據實行計重收費，不僅更好地體現了社會公平，也使交通管理部門根據超重程度進行經濟處罰，成為治理超限超載的一種有效手段，而動態軸重汽車衡便是實現計量收費的核心技術設備，按照JJG907-2006《動態公路車輛自動衡器》國家計量檢定規程以及道路交通管理相關部門的政策法規，在用動態軸重汽車衡應定期進行周期檢定。
- 試驗方法
動態軸重汽車衡是一種對行駛中的機動車進行動態稱重的計量儀器。它通過對車輛的各軸或軸組分別進行稱量，且能自動累加軸（或軸組）的稱量結果，從而確定該車輛的總質量。
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- 靜態試驗方法
根據JJG907-2006《動態公路車輛自動衡器》國家計量檢定規程的要求，當動態軸重汽車衡可通過靜態稱量方式作為集成控制衡器來確定雙軸剛性參考車輛單軸載荷約定真值時，應首先對其進行靜態加載試驗。當靜態試驗符合要求后，再依次對雙軸剛性參考車輛的每個單軸進行稱量，記錄每個單軸載荷。當兩個單軸都稱量后，即可計算兩個單軸載荷之和——即車輛總質量。根據該方法對車輛適當地加載及卸載，使軸載荷能覆蓋衡器的稱量范圍，以確定靜態參考單軸載荷，并計算得到不同載荷狀態下參考車輛整車總重的約定真值。
1.2 動態試驗方法
將已知總質量的參考車輛按規定方向、規定勻速車速下對動態汽車衡進行數次動態試驗，獲得參考車輛單軸載荷的動態數據。通過計算得到的動態時車輛總質量與靜態時確定的整車約定真值進行比較計算，便可確定動態試驗是否符合檢定規程的允差要求。動態軸重汽車衡進行靜態稱量測試不僅僅是為了檢查計重秤臺的固有稱量特性，同時還可以發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輛約定真值有效性的前提條件。所以，動態軸重汽車衡靜態的準確度不僅是對稱重設備本身準確度的檢定，更是對稱重設備安裝后的一種質量驗收手段。
- 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——動態軸重汽車衡（圖1），其實際承載面積較小，寬度只能適應車輛每個單軸依次通過。目前廣泛應用的動態軸重汽車衡的承載臺尺寸一般為長（3.2m）×寬（0.8m），超寬車道為長（4.0m）×寬（0.8m），承載臺面積約為2.56m2和3.2m2。而在靜態加載稱量試驗時，通常采用傳統1t的鎖形大砝碼，其尺寸約為：長（0.8m）×寬（0.6m）×高（0.52m），底面積為0.48m2（圖2）。在砝碼進行加、卸載過程中，往往會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現最大量程的加載，且當砝碼疊加過程中若重心不穩，極易造成傾斜和側翻等問題，存在較大的安全隱患。
為了提高汽車衡砝碼加載的安全系數和工作效率，并適應絕大多數產品試驗的使用率，以承載面積最小的動態汽車衡產品作為參考，通過類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的扁形砝碼來實現疊加，既可有效降低總的疊加高度來減小安全隱患，又可實現滿量程靜態加載要求。
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量應滿足動態軸重汽車衡在初始置零調整范圍不大于最大秤量（Max）20%的要求，使動態汽車衡在初始置零狀態下，仍能滿足開機示值顯示為零點，而不影響之后加、卸載的砝碼示值準確度。通過組合疊加的方式，將3個M形砝碼分別扣在砝碼承載支架上進行組合疊加，不僅可在承載支架的同一水平面上加載3個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。通過合理的疊加，可實現所需量程范圍的加載。通過最終組合疊加的方式，再根據實際稱量要求加載至所需汽車衡砝碼量。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，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合，可以實時監測旋轉軸豎直狀態；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，使得在一個旋轉周期內由平面鏡反射出來，輸出的光點位置在一定范圍內維持不變。利用高精度電子水平儀實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，實驗得到平面鏡水平傾角小于30μrad，從而實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，實現了一種更高精度的水平參考。
- 結語
水平儀從過去簡單的水泡水平儀到現在的電子水平儀，是自動化和電子測量技術發展的結果。作為一種檢測工具，它已成為橋梁鐵路、土木工程、航空航海、工業自動化、機械加工等領域不可缺少的重要計量儀器。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、直線度等參數，還可以結合光學等方法，獲得更多的測量結果，實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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