双光束激光测速仪模拟测速误差测量不确定度的评定

崔素梅 高顺 申海 王克喜 王伟

摘 要：随着科技的飞速发展，机动车技术也在进行改革创新，其行驶安全问题则为重中之重。为严格把控机动车行驶安全问题，很多交通道路安装了机动车激光测速仪[1][2]。本文对双光束激光测速仪（以下简称激光测速仪）模拟测速误差测量不确定度进行评定，为检定激光测速仪提供参考。

关键词：计量学;激光;速度;测量不确定度

1 概述

随着我国经济的不断发展，车辆数量也在急剧增长。交通安全成为越来越重要的一项，也涉及每一个人，无论是司机乘客，或是行人。机动车行驶速度是交通安全中非常重要的一项，激光测速仪可以用来监测机动车行驶速度[3]，其准确与否至关重要。

本文依据JJG1074-2012《机动车激光测速仪》检定规程，以及JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对双光束激光测速仪模拟测速误差进行测量不确定度评定。选用U=0.3km/h，k=2的激光测速仪模拟检定装置（以下简称模拟检定装置）作为标准器。

2 测量数学模型

激光测速仪与模拟检定装置示值之差即为激光测速仪的示值误差，示值误差不应超过（-4～0）km/h。数学模型如下：

由上式可得，合成标准不确定度：

3 标准不确定度评定

3.1 被检激光测速仪测量重复性引入的标准不确定度分量u1（v-）

在被检激光测速仪和模拟检定装置都正常工作的情况下，在模拟检定装置示值为100km/h时，等精度重复测量10次。测量数据分别为99、100、99、100、99、98、99、100、99、98，则平均值v-=99.1km/h。

单次测量实验标准差：

实际测量中，需要测量3次，以3次测量的平均值作为测量结果，故：

3.2 被检激光测速仪数显量化误差引入的标准不确定度分量u2（v-）

被检激光测速仪的最小分度值为1km/h，其数显量化误差以等概率分布在宽度为±1/2=±0.5km/h的区间内，故：

被检激光测速仪示值重复性引入的不确定度分量和数显量化误差引入的不确定度分量相互重叠，取其大者，故：

3.3 模拟检定装置固有误差引入的标准不确定度分量u（v0）

模拟检定装置的扩展不确定度为U=0.3km/h，k=2，所以：

4 合成标准不确定度评定

标准不确定度分量汇总下表所示。

合成标准不确定度为：

5 扩展不确定度評定

取k=2，则扩展不确定度为：U=k·uc（Δv）=1.0 km/h

6 结语

激光测速仪用于监测机动车行驶速度，涉及行驶安全，关乎驾驶员和行人安危，其合格与否至关重要。本文对双光束激光测速仪模拟测速误差测量不确定度进行评定与探讨，为检定激光测速仪提供参考，具有一定的实际意义。

参考文献：

[1]张小跃，林志立.基于单波束激光测速仪的惯组在线标定技术（英文）[J].红外与激光工程，2013，42（S2）：466-471.

[2]李昌其.双光束激光测速仪与交通监测系统优化[J].电子世界，2017（07）：117-118.

[3]蔡常青，孙桥，张跃，胡红波，吴轶轩，崔荣.机动车激光测速仪校准技术的研究[J].计量学报，2008（04）：339-343.

基金项目：国家自然科学基金（51805367），天津市自然科学基金（18JCQNJC04800和18JCZDJC31800）

作者简介：崔素梅（1987-），女，河北人，天津大学硕士，主要从事交通安全设备计量检测工作。