浅谈车辆整车称重均衡试验台称重部分的校准

王文斌

摘 要：车辆整车称重均衡试验台是高速动车整车试验中的一项重要的检测设备，是为检验动车上所安装设备是否均衡、如何配重提供真實可靠数据的。高速动车整车的均衡性好坏直接影响将来车辆在高速运行及高速弯道运行时的行车安全。高速铁路的运行速度由200公里、250公里、300公里至今已经提速至350公里，上线试验速度已经达到创纪录的416公里，大大超过飞机的起飞速度。因此，按期及时对均衡试验台的校准极其重要。本文所要讨论的均衡试验台称重部分校准过程中，传统的用标准砝码做标准器直接检定的方法所存在的不方便及安全隐患，新校准方法的优点可行性及认可。

关键词：车辆整车称重均衡试验台；标准器；方法；可行性及认

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.219

车辆整车称重均衡试验台，虽然不是一个新生的检测设备，但其重要性随着铁路几次大提速凸显出来。整车的均衡性将直接影响到车辆在高速行驶中的安全，关乎成百上千乘客的人身安全及国家财产的安全。如此重要设备的示值准确与否，关系重大。

1 车辆整车称重均衡试验台的校准

针对目前公司使用的几台车辆整车称重均衡试验台，在检定校准过程中出现的一些现象，提出以下探讨。

1.1 使用标准砝码对该试验台称重部分进行检定存在的问题

该试验台与传统的汽车地中衡、铁路轨道衡是有较大区别，它是由八个独立称重的台面组成。但是，其称重台面极小，满足不了大吨位的砝码添加载荷。因此使用标准砝码等方法对该试验台进行检定，并不是唯一的方法。

原因：由于该试验台由八个独立称重的台面组成，单个称重额定载荷为十吨，也就是说，称重台面小，额定载荷大，势必要用吨量级的标准砝码进行检定。由于称重台面小，在加装临时专用辅助台面时，其安装、拆卸耗时长、工作强度大、保证不了标准砝码的垂直力；在加装标准砝码时，起重吊车回旋半径较大，对相邻工作台位的正常生产作业有较大的影响。并且在叠加标准砝码时，尤其在满量程时对试验台的传感器造成较大的冲击过载，极易损伤传感器。并且难以确定在称重点的中心位置施力，重复性很难保证。叠加后，砝码堆很不稳定，安全隐患极大，对工作人员及设备易造成严重危害。卸载砝码亦如此。同时检测用时过长，严重影响生产周期。

1.2 利用高等级标准测力传感器的校准装置代替标准砝码对该试验台称重部分进行校准的优点

本校准装置是借鉴试验机的校准的施力方法与车辆整车称重均衡试验台的实际情况相结合而研制的。主要是由经过国家计量院检定合格的高精度测力传感器、液压加载千斤顶、秤重靴、加载连杆、可调式承重龙门架等部件组成。

（1）覆盖精度符合要求：该型号称重均衡试验台传感器的精度为≤±0.3%FS，目前使用的标准测力传感器的精度为≤±0.1%FS，满足要求。

（2）利用标准测力传感器的校准装置对试验台进行校准时，可以对各称重台称重面的称重点通过液压加载千斤顶依次施加或减小力值的方法对称重台进行直接校准且施力均匀。消除用标准砝码校准时加装工装后称重点中心位置难确定、易偏移、对称重传感器冲击等问题。更接近试验台平常称量整车时的实际情况。在拆装校准工装时更省时省力，提高校准工作效率。检测人员可随时到现场进行校准，确保生产进度，摆脱对衡管所标准砝码的依赖及校准时间不及时的制约。实现在线检测能力。

（3）经在同一时间段内利用衡管所标准砝码检定数据与用标准测力传感器校准装置对该试验台的检定校准数据进行有效分析：

2 不确定度分析

2.1 由标准器最大允许误差带来的标准不确定度分量?1

标准测力传感器最大允许误差为：0.1%Fs=0.1%×10000㎏=10㎏在测量过程中，对示值的影响符合均匀分布置信因子取k= 标准器最大允许误差带来的不确定度分量为：?1=10㎏∕=5.77㎏。

2.2 由分辨力引入的标准不确定度分量?2

车辆整车称重均衡试验台显示器的分辨力为5㎏，符合均匀分布，置信因子k=，由分辨力引入的不确定度分量为： ?2=5/2/=1.45㎏。

2.3 合成标准不确定度分量?c

以上各量彼此独立，?c= =5.95㎏。

2.4 扩展不确定度

取置信因子k=2，则扩展不确定度U=5.95×2≈12（㎏）。

2.5 不确定度验证

由2.2.3的数据可见，衡管所用标准砝码校准数据与本中心用标准测力计装置测得值的最大差值为10㎏，即︱y1-y2︱=10㎏。

衡管所标准砝码最大允差带来的标准不确定度分量：?1=3.3㎏

本中心标准器最大允差带来的标准不确定度分量：?2=12㎏

2.6 结论

经不确定度分析得知，本装置的扩展不确定度为12㎏，而公司《均衡称重试验台》检定技术条件（暂行）等标准的要求，单台称误差为±75㎏。3×12㎏=36㎏﹤75㎏，故本装置符合量值溯源要求，可以开展车辆整车均衡称重试验台称重校准工作。