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(zhǎng)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(méi)有給出主滾輪每轉(zhuǎn)的脈沖個(gè)數(shù)，可采用如下方法測(cè)定: 按圖1連接儀器，開(kāi)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(cè)得的脈沖數(shù)與轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)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(shuō)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(cè)定，則不需再進(jìn)行經(jīng)常性測(cè)量。 在檢定過(guò)程中，被檢車(chē)輛開(kāi)到檢定裝置上后，將標(biāo)準(zhǔn)裝置傳感器和車(chē)輛傳感器的脈沖輸出端連接到計(jì)價(jià)器K值測(cè)量?jī)x的輸入端，將K值測(cè)量?jī)x的撥碼盤(pán)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(kāi)始輸出脈沖。當(dāng)K值測(cè)量?jī)x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(chē)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(chē)輛計(jì)價(jià)器的理論K值。    

　　二、K值測(cè)量?jī)x的工作原理 在上述測(cè)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(cè)量?jī)x，我們?cè)O(shè)計(jì)制作了這樣的儀器，能夠滿足測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)車(chē)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(guò)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(mén)CD4002輸出高電平，觸發(fā)器4093將同時(shí)斷開(kāi)兩路脈沖信號(hào)。

　　3.設(shè)置撥碼盤(pán)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(cè)組計(jì)數(shù)器清零，K值測(cè)量?jī)x處于測(cè)量狀態(tài)。再次測(cè)量時(shí)，被測(cè)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(cè)量?jī)x的計(jì)數(shù)頻率。計(jì)價(jià)器K值測(cè)量?jī)x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(cè)量行程的選擇及常數(shù)K值的換算 1.測(cè)量行程的選擇 確定計(jì)價(jià)器的K值時(shí)，單次測(cè)量選擇的行程越長(zhǎng)，測(cè)量準(zhǔn)確度越高，但所需時(shí)間也長(zhǎng)。日常檢定工作中，在保證應(yīng)有測(cè)量準(zhǔn)確度的前提下，可以縮短測(cè)量行程。經(jīng)過(guò)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(cè)量值；C——輪胎修正值。
    例如，確定一輛桑塔納出租車(chē)計(jì)價(jià)器的K值時(shí)，測(cè)量行程可選擇為500m，假定測(cè)得值為490，則490×2=980，即為該計(jì)價(jià)器常數(shù)K的儀器測(cè)量值。如該類(lèi)型車(chē)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(cè)量誤差

　　該測(cè)量方法的誤差來(lái)源有兩部分:
　　K值測(cè)量?jī)x計(jì)數(shù)極限誤差
　　e₁=±1imp
　　車(chē)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(cè)量行程選擇表，當(dāng)K值為500～900時(shí)，測(cè)量行程選擇1000m，以常數(shù)K=500計(jì)算，測(cè)量極限誤差為:
    U=/500=0.28%
    當(dāng)K值為901～1500時(shí)，測(cè)量行程選擇500m，以常數(shù)K=901計(jì)算，測(cè)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(cè)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(cè)量方法，快速確定出被檢車(chē)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(guò)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(cè)試，符合JJG517-1998《出租汽車(chē)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。