（日照港股份动力公司计量检测站 山东日照 276800）
摘要：随着我国工业科技的快速发展，汽车衡的制造技术越来越先进。20世纪80年代常见的汽车衡是基于杠杆原理的机械式汽车衡，随着科学技术的进步，汽车衡的精度不断提高，稳定性也越来越好。汽车衡可以根据使用场合来调整称体的结构，使用汽车衡可以准确称出货物的重量。在高精度称重传感器技术的日趋成熟下，电子汽车衡应用而生。电子汽车衡的安装、调试、抗干扰与接地等都会影响计量的准确性，需要检定电子汽车衡的加载状态，根据检定结果分析不同加载状态下承载起变形特性。本文研究的主要内容是电子汽车的加载状态和检定结果。
关键词：电子汽车衡；加载状态；检定结果
电子汽车衡也称地磅，是国家依法检定的计量器具之一，电子汽车衡的准确性决定着贸易是否公平。电子汽车衡主要由承载器和称重显示仪表组成，利用应变电测原理称重。电子汽车衡以《数字指示称》为检定依据，使用规定的独立辅助检定装置（衡器载荷测量仪）为检定标准，由液压伺服控制有光输出标准力值，完成对电子汽车的准确、快速检定，保证汽车衡量值的精准度。
1 受载状态
采用砝码法对电子汽车衡进行准确度级的检定时，通常使用多块M1级铸铁砝码。砝码的放置位置需要便于装载，安全性和稳定性好，叠放层数不能太高。称量检定时需要将砝码平铺在承载器上。采用衡器载荷测量仪法检定电子汽车衡，根据量程选用不同的标准载荷单元组，每个标准荷载单元通过承压板向承载器加载。笔者通过对汽车衡在偏载和称量性能检定下的状态进行模拟仿真、测试，完成承载器的力学分析建模，将承载器沿长度方向简化成一维模型。
砝码法称量测试受载时承载器的最大变形量计算公式为：
在式（4）中：q为局部单位长度上的平均载荷；c为承压板加载区长度；ι为承载器两支撑点间距；a为标准载荷单元与邻近支撑点中心距；a2一ι-c／2-a；E为弹性模量；J为截面轴惯性矩。
综上所述，在相同载荷的两种受载状态下，承载器的最大变形量不同：称量状态下采用砝码法变形量较大，偏载状态下采用衡器载荷测量仪法变形量较大。承载器变形对传感器受力状态的影响较为复杂，故本文建立汽车衡承载器三维模型，在有限元分析软件中按照实际加载状态进行仿真计算。
2仿真计算
本文分析中选用的电子汽车衡及标准器相关规格如表1所示，根据实际尺寸进行建模、划分网格，并按照实际状态设置载荷和边界条件。
称重加载状态下，采用砝码加载时，各支撑点处形变较大；偏载状态下，采用衡器载荷测量仪时相应支撑点处形变较大。由于称重传感器的下端与基座间、上端与承载器间均为球面连接，减小了由于承载器变形对传感器产生的附加弯矩；承载器变形后，承载器一传感器连接处发生倾斜，传感器弹性体所受的侧向力分量增大，由此产生的寄生分量将对示值产生影响。由于施加的标准质量一致，倾斜角位移越大，用于传感器输出的力分量数值越小，因此汽车衡示值也越小。在不考虑其他因素时，称重检定结果中可能表现出砝码法误差偏小的趋势，而在偏载检定结果中可能表现出衡器载荷测量仪法误差偏小的趋势。由分析结果可以得到，两种方法下称重传感器连接处的角度相差约为o．1％，但由于传感器特性各异，示值偏差无法准确定量计算。
汽车衡在使用状态中，汽车与承载器间以轮胎相接触。据统计，常见载货汽车后轮胎（双轮）在额定气压下接地椭圆面积约为7加cm2，换算为等效圆直径约为300mm。衡器载荷测量仪的加载状态与这种情形更为接近。
3试验研究
为验证理论分析结果，在某公司生产的sCS一30电子汽车衡上依据规程进行了两种方法检定电子汽车衡的实际测试比对。在测试前，确认该电子汽车衡功能正常。检定前使用砝码对偏载进行了调整，使其不超过规程规定的最大误差；在20000kg点上对称量进行了标定。在递增称量点200kg、5000kg、15000kg、20000kg、30000kg上，分别使用砝码和衡器载荷测量仪检定称量误差，全部定测试结果中各检定点误差均符合规程规定的误差要求。采用砝码法的测试结果误差小于采用衡器载荷测量仪法误差，结果趋势满足理论分析结论。
结语：
在电子汽车衡的检定过程中使用衡器载荷测量仪法，其显示出的加载状态与砝码法示下的加载状态不同。在有限元仿真分析检定结果中，我们可以发现承载器的变形大，称重传感器上的寄生分量就大，汽车衡的示值偏小。在偏载状态下，衡器载荷测量仪法示值较小；在称量状态下，砝码法示值较小。通过检定测试结果，证明了两种方法的差异不影响对汽车衡计量性能的判定。
参考文献：
[1]陈素萍.电子汽车衡加载状态与检定结果研究[J].计量与测试技术，2016，（2）：14-16，19.
[2]何法.车辆麦弗逊式主动悬架系统控制仿真研究[D].东北林业大学，2016.
[3]纪婧.电动汽车三端口全桥DC/DC变换器的研究[D].浙江大学，2017.
论文作者:卢正锴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：载荷论文; 测量仪论文; 砝码论文; 衡器论文; 电子汽车衡论文; 加载论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第36期论文;