电动自行车提示音的车速值的不确定度评定

张彤 刘巧巧 哈丽丽 徐硕

摘要：此文采用国家强制性标准GB17761—2018《电动自行车安全技术规范》规定的测试方法，对电动自行车发出提示音时的车速进行研究。为保证电动自行车行驶安全，该标准要求车速达到15 km/h时发出提示音即为合格。不确定度的研究对检测临界数值的判定具有重要意义，对检测数据的准确性提供科学保证。在试验过程中，测量不确定度又可为测量A类不确定度和B类不确定度，其中A类不确定度主要是试验过程中重复性引起的偏差，B类不确定度则主要是由分辨力等测试设备的固有属性引起的。

关键词：电动自行车；车速提示音；不确定度

0    引言

电动自行车在骑行速度比较快的时候会发出“滴滴滴”的声音，是电动自行车在提示骑行者此时车已超速。这种“滴滴滴”的声音是电动自行车厂家在出厂的时候给电动自行车设计的超速提示音。这个声音一方面是提示骑行者要降低行驶速度，另一方面也是提醒周围的路人这辆车行驶的速度比较快，一定要注意及时避让，避免出现交通事故。因此车速提示音具有十分重要的提示作用。依据电动自行车国家强制性标准GB 17761—2018《电动自行车安全技术规范》[1]中的6.1.7 车速提示音条款，电动自行车应当有车速提示音。具体的速度要求为：当电动自行车行驶的车速达到15 km/h时，要持续发出提示音。该项目为电动自行车检测中常见不合格项目[2]。依据JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[3]，运用统计学理论[4]评估整个试验过程的不确定度来源，确定测试结果的置信区间，具有很强的代表性[5-6]。

1    试验方法

依据国家标准GB 17761—2018，电动自行车发出车速提示音的车速值试验方法为7.2.7.1条款所述方法。该标准要求将试验车放置在测试场地上，使驱动轮（一般为后轮）离地，然后接通电动自行车的电路，逐渐提高车速直至车速提示音鸣响，用转速表记录下此刻驱动轮的转速，再按照公式（1）来计算电动自行车鸣响车速提示音时的车速值。试验时，轮胎应当按标注在外胎上的最大推荐压力充足气，驾驶员及其配重的总和为75 kg，车辆要处于整车整备的状态。驱动轮的周长则需要在配重状态下沿直线推5圈，用皮尺测量5圈的总长度，再除以5，即得到驱动轮的周长。在本次试验中，驱动轮转速测得为202 r/min，驱动轮周长测得为1.14 m，根据公式（1）计算得到发出提示音时车速为13.8 km/h。

发出提示音时，车速计算公式为：

（1）

其中：

v——电动自行车发出提示音时的车速，单位是km/h；

L——驱动轮的周长，单位是m；

n——电动自行车发出提示音时的驱动轮转速，单位是r/min。

2    测量不确定度的来源

试验过程中产生不确定度的因素通常包括人员操作的重复性、检测仪器精度、实验环境和分析方法。本次不确定度的评定主要考虑A类不确定度（试验过程中由重复性引起的标准偏差）和B类不确定度（包括由测试设备的分辨力和误差等引起的不确定度等）。

3    不确定度分量的评定

3.1    驱动轮直径的不确定度分量

3.1.1   皮尺的测量重复性引入的标准不确定度

10次重复测量周长分别为1.10 m、1.16 m、1.12 m、1.14 m、1.15 m、1.16 m、1.16 m、1.14 m、1.11 m、1.13 m。其平均值为1.14 m，标准偏差s=0.018，则：

3.1.2    皮尺的分辨力引入的标准不确定度

试验所用皮尺的分度值为0.002 m，实际分辨力取分度值的1/2为0.001 m，假定为均匀分布。

3.1.3    皮尺的误差引入的标准不确定度

根据皮尺的校准证书其误差为+0.5 mm，假定为均匀分布。

因此，驱动轮直径的合成标准不确定度为：

驱动轮直径的相对标准不确定度为：

3.2   驱动轮转速的不确定度分量

3.2.1   转速表的测量重复性引入的标准不确定度

10次重复测量发出提示音的转速分别为198 r/min、202 r/min、201 r/min、204 r/min、205 r/min、200 r/min、199 r/min、201 r/min、202 r/min、206 r/min。其平均值为202 r/min，标准偏差s=2.33 r/min，则：

3.2.2   转速表的分辨力引入的标准不确定度

转速表的实际分辨力为0.1 r/min，假定为均匀分布。

3.2.3   转速表的误差引入的标准不确定度

根据转速表的校准证书，其误差为0.18 r/min，示值变动0.3%，为均匀分布。

因此，转速的合成标准不确定度为：

转速的相对标准不确定度为：

4    电动自行车发出提示音时的车速的不确定度合成及扩展

对以上各个不确定度的分量进行合成，可以得出相对合成标准不确定度：

按国际惯例，取包含因子k =2，则发出提示音车速的速度扩展不确定度：

U=2%×13.8×2=0.6 km/h

則本次试验中电动自行车发出车速提示音的车速值为：

v =（13.8 ± 0.6）km/h

参考文献

[1]中华人民共和国工业和信息化部．电动自行车安全技术规范：GB 17761—2018电动自行车安全技术规范[S]．国家

市场监督管理总局，2018．

[2]曲承瑞．电动自行车检测常见不合格项目的控制[J]．数码设计（下），2020，292-293．

[3]国家质量监督检验检疫总局．测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1—2012 [S]．北京：中国计量出版社，2013．

[4]倪育才．实用测量不确定度评定[M]．北京：中国质检出版社，2016．

[5]谢耀华．电动自行车安全风险分析[J]．电动工具，2020（4）：23-26．

[6]刘琳，吉文博，苏辉，王震武．电动自行车产品车速提示音检测现状和整改技术研究（1）[J]．摩托车技术，2022（6）：39-42．