浅析加速度对动态称重结果的影响

　　1 引言

　　中华人民共和国国家标准 GB/T21296- 2007《动态公路车辆自动衡器》 中制定了动态汽车衡的各种检测内容，其中包括传感器、整车总重量、准确度等级和最大允许误差等。标准中提及影响精度衡器的因子有温度、湿度、电源、干扰和称量速度等[1]，并给出对这些影响因子的测试方法[2- 3]，然而却未提及在称量过程中加速度对称量结果精度的影响，但实际检测过程中发现，车辆若以变速通过秤台，测量结果将会产生较大偏差。针对上述问题，本文通过分析汽车在行驶过程中的受力情况，证实了加速度会对称重结果产生不可低估的影响。

　　2加速度情况过秤原理

　　汽车以 v 的匀速速度通过秤台时，汽车除受行驶方向的力外，还要受垂直于地面的作用力，主要是由路面不平和车辆自身的震动引起的。以两轴车为例分析，如图 1 所示，设车总质量为 M，总重量为 Mg，当其匀速通过时，前轴承载 m1g，后轴承载为 m2g。

　　当车速以速度v 加速度 a 运动时，重心前后(轮) 轴的位置距离如图2 所示，汽车重心到前后轮轴的垂直距离为L1和L2，前后轮轴的距离为L，重心距地面的距离为H。前轴上秤时，以后轴为支点：

　　则车的力平衡关系为：

　　由此可见，若车辆以加速度 a 通过时称重结果不等于实际重量，且加速度a 越大，重心高度H 越大，引起前轴 (后轴) 的重量变化越大，即误差越大。

　　3动态称重影响因素

　　根据汽车衡的称重原理，分析影响称重结果的主要因素有：

　　3.1传感器

　　称重传感器是一种将压力转换为电信号的敏感器件。传感器的测量精度和动态响应性能够直接影响最终结果的准确性，从传感器引入的误差，包括重复性误差、蠕变、温度误差等。因此，传感器既要有较高的灵敏度，又要有良好的复用性。

　　3.2称重仪表

　　称重仪表是电子设备，其正常工作会受到很多干扰，如电源波动，温度。电子仪表所引起的误差包括综合影响 (非线性、滞后及温度对量程的影响)、温度对空载示值的影响、电源变化、量程稳定性。

　　3.3 路面的平整度和倾斜度

　　路面的平整度和倾斜度影响称重传感器受力，使汽车没有垂直于秤平面施力，进而影响称重结果，一般在安装时注意选择平整的地基，保证传感器和秤台接触良好，每个传感器受力相对均匀。

　　3.4车辆行驶速度

　　标准中规定了车辆应在最高速度和最低速度之间的某一速度通过，速度越大，车辆轴重信号偏离真实值越远。另外，车速的变化会引起车辆自身的振动，给称量过程增加了许多干扰。车辆行驶速度及其变化是本文研究的重点。下面分析加速度对称量结果误差产生影响的具体大小。