張　宵

(西安計(jì)量技術(shù)研究院，西安 710068)

0　引言

出租車計(jì)價(jià)器是國(guó)家重點(diǎn)管理的計(jì)量器具之一。作為一種強(qiáng)制檢定計(jì)量器具，其計(jì)量性能的準(zhǔn)確與否關(guān)系到司乘人員的貿(mào)易公平問(wèn)題，因而計(jì)價(jià)器的計(jì)量檢定工作有著重要的意義。檢定所依據(jù)的現(xiàn)行有效的技術(shù)文件是JJG 517—2009《出租汽車計(jì)價(jià)器》檢定規(guī)程。根據(jù)規(guī)程要求，計(jì)價(jià)器的檢定分為本機(jī)檢定和使用誤差檢定兩部分[1]。經(jīng)本機(jī)檢定合格的計(jì)價(jià)器需安裝到出租車上，連同車輛一起進(jìn)行使用誤差的檢定，合格后出租車才能正式營(yíng)運(yùn)。規(guī)程中明確規(guī)定了何種情況下必須進(jìn)行使用誤差的檢定，同時(shí)該檢定施行強(qiáng)制性的周期檢定(周期一般為1年)，這也充分說(shuō)明了使用誤差的檢定對(duì)于計(jì)價(jià)器計(jì)量準(zhǔn)確性的重要意義，可以說(shuō)使用誤差的檢定是計(jì)價(jià)器計(jì)量檢定工作的核心部分。因而，正確檢定使用誤差至關(guān)重要。

1　使用誤差檢定的方法

按照規(guī)程要求，檢定使用誤差的標(biāo)準(zhǔn)裝置采用的是滾輪式的檢定裝置，這種滾輪式的檢定裝置設(shè)計(jì)了兩對(duì)主滾輪和副滾輪，主滾輪周長(zhǎng)一般為1m，它由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)汽車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，主滾輪每轉(zhuǎn)一周，相當(dāng)于汽車前進(jìn)了1m。檢定時(shí)需使得汽車載荷、輪胎及輪胎壓力等因素滿足條件要求。一般選擇起程和兩個(gè)續(xù)程為采樣點(diǎn)，對(duì)比各采樣點(diǎn)的計(jì)價(jià)器示值和標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，按照式(1)計(jì)算使用誤差，以判斷該計(jì)價(jià)器是否處于合格范圍內(nèi)，是否可以上路營(yíng)運(yùn)。

(1)

式中：Dw是使用誤差，%；D是計(jì)價(jià)器示值，m；C是輪胎修正值，作為修正輪胎在路面上和滾輪上行駛狀況差異的系數(shù)；Jd是標(biāo)準(zhǔn)器示值，m。

規(guī)程規(guī)定的方法是利用滾輪式裝置模擬汽車在道路上行駛的情況，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)器示值和計(jì)價(jià)器示值以判斷計(jì)價(jià)器能否準(zhǔn)確計(jì)量里程。事實(shí)上，許多地方采用“路檢”方法進(jìn)行使用誤差的檢定。其方法通常是選取一段“標(biāo)準(zhǔn)路段”，出租汽車在此路段上行駛，計(jì)價(jià)器顯示至采樣點(diǎn)時(shí)停車，量取此時(shí)汽車行駛的實(shí)際距離，以此作為標(biāo)準(zhǔn)值與計(jì)價(jià)器示值進(jìn)行比較，并判斷計(jì)價(jià)器的使用誤差是否合格?！奥窓z法”優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量方法簡(jiǎn)單直觀，易于被人理解，而且不需要測(cè)定輪胎修正值C，從而大大減少了檢定工作量。但是使用時(shí)應(yīng)該考慮幾個(gè)問(wèn)題：1)“路檢法”所需要的“標(biāo)準(zhǔn)路段”是否實(shí)際可行？交通狀況是否良好？既能保證檢定工作安全順利進(jìn)行，又能保證不影響交通車流。2)檢定時(shí)應(yīng)該選取多長(zhǎng)路段？車速應(yīng)選取多少？3)“標(biāo)準(zhǔn)路段”采用水泥路面還是柏油路面，對(duì)檢定結(jié)果是否會(huì)有影響，路面清潔程度應(yīng)滿足什么條件？4)“標(biāo)準(zhǔn)路段”是否平坦筆直，如何盡可能保證汽車直線行駛？因?yàn)閺澢鷷?huì)帶來(lái)較大的誤差。5)如何最大限度降低剎車、讀數(shù)等人為因素誤差？這些問(wèn)題在檢定時(shí)應(yīng)充分考慮，有的甚至需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定該法是否可行。

我國(guó)出租汽車計(jì)價(jià)器檢定規(guī)程要求必須采用滾輪式標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定計(jì)價(jià)器的使用誤差?！奥窓z法”從原理上講是可行的，但是并沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此使用時(shí)應(yīng)考慮該方法是否科學(xué)合理，實(shí)際是否可行。

2　正確確定K值

檢定計(jì)價(jià)器的使用誤差首先要確定計(jì)價(jià)器常數(shù)K，只有正確確定K值，才能保證計(jì)價(jià)器的使用誤差處于規(guī)程要求的合格范圍內(nèi)。規(guī)程中K值定義為正確顯示車輛1km行程而必須接受的脈沖數(shù)[1]。W為車輛特征系數(shù)，表示車輛實(shí)際行駛1km時(shí)輸出給計(jì)價(jià)器的脈沖數(shù)。因此正確確定K值的過(guò)程，就是調(diào)整K值使得K=W的過(guò)程。檢定時(shí)，通過(guò)多次檢定嘗試調(diào)整K值，不僅工作量大，而且檢定效率低下，更容易造成司機(jī)的不耐煩從而增加檢定的阻力。事實(shí)上目前大多采用式(2)來(lái)調(diào)整K值。通過(guò)對(duì)式(2)的推導(dǎo)及驗(yàn)證，證明該公式確實(shí)可行有效[2]。使用該公式大大增加了調(diào)整K值的準(zhǔn)確率，同時(shí)提高了檢定效率。

(2)

式中：Kn為計(jì)價(jià)器正確顯示里程所要求的K值，r/km；K1為計(jì)價(jià)器初始設(shè)定的K值，r/km；D為計(jì)價(jià)器示值，m；Jd為標(biāo)準(zhǔn)器示值，m；C為輪胎修正值，%。

將計(jì)算好的K值賦值給計(jì)價(jià)器，連同車輛再次檢定其使用誤差，合格后出具使用誤差檢定證書(shū)。

3　檢定過(guò)程中的幾個(gè)影響因素

檢定計(jì)價(jià)器的使用誤差時(shí)，特別要注意汽車輪胎、輪胎壓力、載荷以及采樣等因素對(duì)使用誤差檢定過(guò)程的影響。

3.1　輪胎及輪胎壓力的影響

規(guī)程要求被檢出租車的輪胎要清潔、干燥。因?yàn)檩喬サ臐窕瑫?huì)使得輪胎與滾輪間的摩擦力減小，二者間會(huì)因此而“打滑”，從而出現(xiàn)“丟轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，造成檢定結(jié)果的不準(zhǔn)確。除此之外還要保證輪胎清潔，輪胎清潔才能盡可能保證與滾輪之間的最大摩擦力，最大限度地減小兩者間的相對(duì)滑動(dòng)，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)清潔的輪胎也有利于標(biāo)準(zhǔn)裝置滾輪的維護(hù)。

目前出租車驅(qū)動(dòng)輪大都是子午線輪胎，要注意更換輪胎時(shí)，必須保證與原輪胎型號(hào)一致。輪胎型號(hào)決定了輪胎周長(zhǎng)，輪胎周長(zhǎng)則影響使用誤差的檢定結(jié)果。若同樣壓力下驅(qū)動(dòng)輪的型號(hào)不同，那么一般情況下輪胎周長(zhǎng)必然不同，進(jìn)而會(huì)造成使用誤差的變化。所以檢定時(shí)要注意對(duì)比輪胎與出廠時(shí)輪胎型號(hào)的一致性。

杜絕使用“光胎”。汽車輪胎使用一定時(shí)間后，車輪表面嚴(yán)重磨損到顯露磨損標(biāo)志時(shí)，此時(shí)的輪胎就已經(jīng)是“光胎”了。“光胎”的排水、抓地性能已經(jīng)大大降低，繼續(xù)使用則會(huì)有安全隱患。文獻(xiàn)[3]引用日本對(duì)汽車輪胎的相關(guān)研究，結(jié)果表明對(duì)于輻射型輪胎舊胎與新胎相比有效周長(zhǎng)約有-(0.9%～1.1%)的變化，這樣輪胎的新舊會(huì)造成使用誤差檢定結(jié)果的不同；同時(shí)文獻(xiàn)[4]中還指出驅(qū)動(dòng)輪為“光胎”的會(huì)造成計(jì)價(jià)器使用誤差1%的變化，因此檢定這樣的出租車時(shí)，要求先更換同型號(hào)輪胎后再進(jìn)行檢定。

輪胎壓力的大小直接影響其有效周長(zhǎng)的大小，使用誤差檢定時(shí)需要規(guī)定壓力大小。對(duì)于輻射型輪胎，雖然輪胎氣壓從0.16MPa至0.22MPa變化時(shí)，其周長(zhǎng)變化不大[3]，但是對(duì)于車型、輪胎型號(hào)相同的出租車，較大的氣壓差異對(duì)輪胎的有效周長(zhǎng)還是很有影響的，因此需要在檢定過(guò)程中對(duì)輪胎壓力進(jìn)行技術(shù)要求以設(shè)置檢定的“標(biāo)準(zhǔn)條件”，不過(guò)需要注意的是輪胎壓力的設(shè)置應(yīng)為汽車制造廠規(guī)定的額定壓力而非輪胎制造廠所要求的額定壓力[5]。

3.2　出租車載荷的影響

文獻(xiàn)[3]中敘述了載重對(duì)輪胎有效周長(zhǎng)的影響，載重增加后輪胎的有效周長(zhǎng)變小，對(duì)于輻射型輪胎周長(zhǎng)稍有變化，幅度不大。規(guī)程要求檢定時(shí)汽車載荷為兩個(gè)成年人的重量，并未量化載重要求，一是不太容易量化，另外就是載荷影響不大。當(dāng)然也要防止車身過(guò)輕使得輪胎與滾輪間的摩擦力減小，出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象；另外，檢定時(shí)司機(jī)坐在駕駛位置上，檢定人員坐在副駕駛位置也可以使兩個(gè)汽車驅(qū)動(dòng)輪受力較為均勻，電機(jī)帶動(dòng)汽車能較為穩(wěn)定地運(yùn)行。

3.3　采樣的影響

在使用誤差的檢定過(guò)程中一般都是“手動(dòng)采樣”，由于檢定員都會(huì)有一個(gè)反應(yīng)過(guò)程，因此在檢定點(diǎn)處采樣時(shí)，總會(huì)稍稍滯后于實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)值，這個(gè)反應(yīng)過(guò)程就引入了誤差，所以在進(jìn)行使用誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度分析中一般都會(huì)考慮手動(dòng)采樣引入的不確定度分量。為消除這個(gè)人為誤差，可采取“自動(dòng)采樣”的方法[6]。不過(guò)需要注意的是“自動(dòng)采樣”從技術(shù)上講是可行的，但是為接收計(jì)價(jià)器輸出的變價(jià)信號(hào)必然會(huì)多出一個(gè)硬件接口，這個(gè)是否符合我國(guó)計(jì)價(jià)器型式評(píng)價(jià)要求，是否符合規(guī)程要求還需考慮；另外這個(gè)接口同時(shí)也帶來(lái)了輸入非法脈沖的隱患。手動(dòng)檢定時(shí)，為使采樣盡量準(zhǔn)確，需要檢定員注意力集中，反應(yīng)迅速?，F(xiàn)在多數(shù)計(jì)價(jià)器計(jì)程分辨力為0.1km，如果能設(shè)計(jì)成0.01km，則有利于檢定員準(zhǔn)確采樣，這樣也能大大減小手動(dòng)采樣引入的誤差。

3.4　采樣需要注意的一個(gè)問(wèn)題

有人考慮在電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)輪胎因?yàn)閼T性保持靜止?fàn)顟B(tài)，這樣輪胎與主滾輪之間理論上會(huì)有一定的相對(duì)滑動(dòng)，為消除這個(gè)相對(duì)滑動(dòng)引入的誤差，可以等系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后利用“采樣間隔”進(jìn)行使用誤差的計(jì)算。例如，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，在計(jì)價(jià)器示值D1處采樣，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器示值為Jd1；運(yùn)行至計(jì)價(jià)器示值D2處時(shí)采樣，標(biāo)準(zhǔn)器示值為Jd2。以ΔD=D2-D1作為計(jì)價(jià)器顯示的里程值，其相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)器示值則為ΔJd=Jd2-Jd1，將其帶入式(1)中計(jì)算使用誤差。

從消除啟動(dòng)時(shí)的相對(duì)滑動(dòng)這個(gè)問(wèn)題考慮，這種取樣方式似乎合理可行。但是這樣的操作不符合規(guī)程要求，而且利用“采樣間隔”計(jì)算的使用誤差隨機(jī)性較大，對(duì)于同一被檢系統(tǒng)，不同的采樣間隔計(jì)算出的使用誤差結(jié)果可能相差很大[7]，所以該方法的結(jié)果有很大的不確定性。因此即使是為消除啟動(dòng)時(shí)引入的誤差，也不能采用這種方法。

4　正確確定輪胎修正值C

規(guī)程中規(guī)定了輪胎修正值的測(cè)量和計(jì)算方法，修正值C的測(cè)量是通過(guò)測(cè)量A和B兩個(gè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。B是左右驅(qū)動(dòng)輪在平直路面上行駛5周的里程的平均值，A是左右驅(qū)動(dòng)輪在主滾輪上沿汽車前進(jìn)方向行駛5周的里程的平均值。B值較易測(cè)量，需要注意的是要準(zhǔn)確定位輪胎行駛5周后的終點(diǎn)。A值測(cè)量起來(lái)較為困難，主要有幾個(gè)問(wèn)題：1)規(guī)程中未規(guī)定測(cè)量A值的方法細(xì)節(jié)。輪胎轉(zhuǎn)5周的里程是否用主滾輪圓周進(jìn)行計(jì)算也未說(shuō)明，是否需要準(zhǔn)確測(cè)量主滾輪周長(zhǎng)？2)如何準(zhǔn)確對(duì)輪胎旋轉(zhuǎn)5周進(jìn)行定量？3)如果使用滾輪周長(zhǎng)計(jì)算行駛的里程，那么就需要明確知道輪胎旋轉(zhuǎn)5周后主滾輪的轉(zhuǎn)數(shù)，如何準(zhǔn)確定量出檢定裝置計(jì)數(shù)器的值？

使用主滾輪周長(zhǎng)計(jì)算輪胎轉(zhuǎn)5周行駛的里程時(shí)，由于一般檢定裝置的計(jì)數(shù)器分辨力為1，而輪胎旋轉(zhuǎn)5周后滾子實(shí)際的轉(zhuǎn)數(shù)不一定恰好是個(gè)整數(shù)，這時(shí)計(jì)數(shù)器就無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量滾子的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)了。為解決該問(wèn)題，可以考慮增加輪胎轉(zhuǎn)數(shù)。例如待輪胎旋轉(zhuǎn)到1000周時(shí)按下采樣鍵讀取此時(shí)計(jì)數(shù)器的示值，用該值除以200即得到滾子的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)，再與滾輪周長(zhǎng)相乘則得到輪胎旋轉(zhuǎn)5周行駛的里程數(shù)。需要注意的是采樣時(shí)盡可能同步采樣，減小因反應(yīng)滯后帶來(lái)的誤差。至于如何準(zhǔn)確定量輪胎的轉(zhuǎn)數(shù)，可以考慮使用轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x測(cè)量其轉(zhuǎn)數(shù)。

輪胎修正值C測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，工作量大，不能逐一測(cè)量每輛出租車的修正值，規(guī)程要求只對(duì)于新車型使用誤差的首次檢定才需測(cè)量其值[1]。對(duì)于同一地區(qū)的出租汽車，一般車型較為固定，因此可以歸納出該地區(qū)不同車型、輪胎的修正值，采取經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用。文獻(xiàn)[4]中歸納出本地區(qū)的修正值范圍，計(jì)算出不同修正值時(shí)起程點(diǎn)和兩個(gè)續(xù)程點(diǎn)在使用誤差臨界點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)器示值，總結(jié)出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器示值合格適用范圍，對(duì)于任一出租車只要檢定時(shí)采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)器示值落于該范圍內(nèi)，即可認(rèn)為其計(jì)價(jià)器使用誤差是合格的，這種利用輪胎修正值的方法可以借鑒。

5　結(jié)論

作為出租車計(jì)價(jià)器計(jì)量檢定的核心部分，使用誤差的正確檢定至關(guān)重要。本文重點(diǎn)從檢定的方法、與使用誤差相關(guān)的兩個(gè)關(guān)鍵值(K值和C值)和檢定過(guò)程中的幾個(gè)影響因素三方面討論了檢定使用誤差時(shí)應(yīng)該考慮和注意的幾個(gè)問(wèn)題。綜述了使用誤差的檢定方法，并指出了使用“路檢法”時(shí)需要思考的問(wèn)題；敘述了正確確定K值的方法以及確定C值時(shí)需要考慮的問(wèn)題，且提出了關(guān)于如何準(zhǔn)確測(cè)量C值的一些思考；分析了輪胎、輪胎壓力、汽車載荷以及采樣等幾個(gè)因素對(duì)使用誤差檢定過(guò)程的影響。有助于檢定人員檢定過(guò)程中注意這些細(xì)節(jié)問(wèn)題，規(guī)范操作，正確檢定。

[1]JJG 517—2009出租汽車計(jì)價(jià)器[S]

[2]張宵，高慶東，童海紅，崔亮.出租車計(jì)價(jià)器K值調(diào)整公式的推導(dǎo)[J].計(jì)量技術(shù)，2011(10)：56-57

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[4]李杰.出租汽車計(jì)價(jià)器檢測(cè)中輪胎相關(guān)問(wèn)題的探討[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2007，34(6)：16-17

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[7]張宵，高慶東，童海紅，崔亮.關(guān)于《出租汽車計(jì)價(jià)器使用誤差的快速調(diào)整》一文中幾個(gè)問(wèn)題的討論[J].計(jì)量技術(shù)，2012(3)：62-65