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準(zhǔn)確確定常數(shù)K值 減小計(jì)價(jià)器使用誤差

發(fā)布時(shí)間:2008-10-06 作者:嚴(yán)曉斌 李海 畢立新 來源:www.jlbjb.com 瀏覽:4077

河北省計(jì)量科學(xué)研究院 嚴(yán)曉斌  李海  畢立新


  本文介紹一種方法,能準(zhǔn)確確定常數(shù)K值,便于將計(jì)價(jià)器的誤差一次調(diào)整到接近于零。    

  一、確定計(jì)價(jià)器常數(shù)K值的方法 常用的滾輪式計(jì)價(jià)器檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置主滾輪的周長為1m,主滾輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),其軸端的傳感器產(chǎn)生一定個(gè)數(shù)的脈沖(本文以6個(gè)為例)。主滾輪傳感器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)(脈沖當(dāng)量)一般在標(biāo)準(zhǔn)裝置的技術(shù)參數(shù)中可以查到,若技術(shù)資料中沒有給出主滾輪每轉(zhuǎn)的脈沖個(gè)數(shù),可采用如下方法測定: 按圖1連接儀器,開機(jī)后啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置馬達(dá),行駛至5km左右時(shí)停止,通用計(jì)數(shù)器測得的脈沖數(shù)與轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測得的滾輪轉(zhuǎn)數(shù)之比值取整,就是標(biāo)準(zhǔn)裝置主滾輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)。 圖1 儀器連接示意圖 需要說明的是,每套標(biāo)準(zhǔn)裝置其主滾輪每轉(zhuǎn)的脈沖當(dāng)量是固定不變的,一經(jīng)測定,則不需再進(jìn)行經(jīng)常性測量。 在檢定過程中,被檢車輛開到檢定裝置上后,將標(biāo)準(zhǔn)裝置傳感器和車輛傳感器的脈沖輸出端連接到計(jì)價(jià)器K值測量儀的輸入端,將K值測量儀的撥碼盤設(shè)置為6000。啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置馬達(dá),兩傳感器同時(shí)開始輸出脈沖。當(dāng)K值測量儀接收到標(biāo)準(zhǔn)裝置傳感器產(chǎn)生的6000個(gè)脈沖,即相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)1000m行程時(shí),同步自動(dòng)采樣被檢車輛傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù),按照計(jì)價(jià)器常數(shù)K的定義,數(shù)值即為被檢車輛計(jì)價(jià)器的理論K值。    

  二、K值測量儀的工作原理 在上述測量方法中,需要一臺(tái)具有自動(dòng)采集和處理脈沖信號(hào)功能的計(jì)價(jià)器K值測量儀,我們?cè)O(shè)計(jì)制作了這樣的儀器,能夠滿足測量方法的需要,工作原理如下:

  1.每組各4個(gè)CD4510組成標(biāo)準(zhǔn)和被測兩組計(jì)數(shù)器,標(biāo)準(zhǔn)組計(jì)數(shù)器4個(gè)CD4510的U/D功能端接低電平,該組計(jì)數(shù)器執(zhí)行減計(jì)數(shù);被測組計(jì)數(shù)器4個(gè)CD4510的U/D端接高電平,該組計(jì)數(shù)器執(zhí)行加計(jì)數(shù)。

  2.標(biāo)準(zhǔn)裝置傳感器和被測車輛傳感器輸出的兩組脈沖信號(hào)經(jīng)光電耦合器及單穩(wěn)DM74LS123穩(wěn)態(tài)后,通過觸發(fā)器4093分別給兩組計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)脈沖。標(biāo)準(zhǔn)組計(jì)數(shù)器處于正常計(jì)數(shù)狀態(tài)時(shí),該組CD4510的CI端均為低電平。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)組4個(gè)CD4510內(nèi)容全部為0000時(shí),或非門CD4002輸出高電平,觸發(fā)器4093將同時(shí)斷開兩路脈沖信號(hào)。

  3.設(shè)置撥碼盤后,按下K1鍵,給標(biāo)準(zhǔn)組計(jì)數(shù)器置數(shù);按下K2鍵,將被測組計(jì)數(shù)器清零,K值測量儀處于測量狀態(tài)。再次測量時(shí),被測組計(jì)數(shù)器將累加計(jì)數(shù),按下復(fù)位鍵K2,該組計(jì)數(shù)器清零。

  4.計(jì)價(jià)器使用誤差檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一般分為40km/h和60km/h兩種。以轉(zhuǎn)速為60km/h、主滾輪每轉(zhuǎn)產(chǎn)生6個(gè)脈沖計(jì)算,標(biāo)準(zhǔn)裝置傳感器輸出的脈沖頻率為100Hz。改變單穩(wěn)DM74LS123第14、15兩端間電容器的值,可以調(diào)整K值測量儀的計(jì)數(shù)頻率。計(jì)價(jià)器K值測量儀電路中C1、C2兩個(gè)電容器的值均為1μF,電路計(jì)數(shù)頻率為1kHz,在保證計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度的前提下,可以有效濾掉脈沖中的干擾信號(hào)。    

  三、測量行程的選擇及常數(shù)K值的換算 1.測量行程的選擇 確定計(jì)價(jià)器的K值時(shí),單次測量選擇的行程越長,測量準(zhǔn)確度越高,但所需時(shí)間也長。日常檢定工作中,在保證應(yīng)有測量準(zhǔn)確度的前提下,可以縮短測量行程。經(jīng)過計(jì)算,可按表1進(jìn)行選擇。
    


  2.常數(shù)K值的換算
  考慮到輪胎修正值的影響,常數(shù)K值的換算公式推導(dǎo)如下:
  為不失一般性,按計(jì)價(jià)器檢定規(guī)程第27.2款公式(5),
  當(dāng)Dwn=0時(shí),有:
  Jdn=(D+N×dx)×(1+C)    ①
  當(dāng)式①中C=0時(shí),有:
  Jdn′=D+N×dx    ②
    ①、②式聯(lián)立,得:
    Jdn/Jdn′=1+C    ③
    由式③知,計(jì)價(jià)器常數(shù)K的設(shè)置值可按下式計(jì)算:
    K=K′×(1+C)    ④
    式中:K——計(jì)價(jià)器的設(shè)置值;K′——儀器的測量值;C——輪胎修正值。
    例如,確定一輛桑塔納出租車計(jì)價(jià)器的K值時(shí),測量行程可選擇為500m,假定測得值為490,則490×2=980,即為該計(jì)價(jià)器常數(shù)K的儀器測量值。如該類型車輛輪胎修正值的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)值為-1.8%,按照公式④可得,K=980×(1-1.8%)=962,則將計(jì)價(jià)器的常數(shù)K設(shè)置為962。

  四、測量誤差

  該測量方法的誤差來源有兩部分:
  K值測量儀計(jì)數(shù)極限誤差
  e1=±1imp
  車輛傳感器脈沖輸出極限誤差
  e2=±1imp
  計(jì)價(jià)器常數(shù)K值的范圍為500~1500。按照測量行程選擇表,當(dāng)K值為500~900時(shí),測量行程選擇1000m,以常數(shù)K=500計(jì)算,測量極限誤差為:
    U=/500=0.28%
    當(dāng)K值為901~1500時(shí),測量行程選擇500m,以常數(shù)K=901計(jì)算,測量極限誤差為:
    
    按照檢定規(guī)程中對(duì)計(jì)價(jià)器使用誤差的要求,由該測量方法確定出的計(jì)價(jià)器常數(shù)K值是準(zhǔn)確的,能夠滿足檢定規(guī)程第29條中對(duì)計(jì)價(jià)器誤差進(jìn)行調(diào)整的要求。    

  五、結(jié)論

  采用該測量方法,快速確定出被檢車輛計(jì)價(jià)器的常數(shù)K值并對(duì)計(jì)價(jià)器進(jìn)行重新設(shè)置后,經(jīng)過在使用誤差檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)定距離的標(biāo)準(zhǔn)平坦路面上分別進(jìn)行測試,符合JJG517-1998《出租汽車計(jì)價(jià)器檢定規(guī)程》的要求,能有效地將計(jì)價(jià)器的使用誤差一次調(diào)整到接近于零。

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