【摘要】 本文首先介紹了汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的用途與基本原理，接著本文研究了汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)內(nèi)容與校準(zhǔn)方法，并且對(duì)檢測(cè)結(jié)果的示值誤差進(jìn)行了不確定度分析與評(píng)定，其不確定度主要影響因素包括被校汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x示值重復(fù)性以及校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器所引入的不確定度分量。

【關(guān)鍵詞】 汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x;校準(zhǔn)方法;示值誤差;不確定度評(píng)定

Abstract： This paper first introduces the purpose and basic principle of car door closing speed measuring instrument， then this paper studies the car door closing speed measuring instrument calibration content and the calibration method， and analysis the results of the indication error and uncertainty evaluation. The main factors affecting the uncertainty include the repeatability of the measuring instrument and the uncertainty component introduced by the calibration standard.

Key words： car door closing speed measuring instrument;calibration method;indication error;uncertainty evaluation

汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x是用來(lái)檢測(cè)車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋及行李箱蓋的關(guān)閉速度，從而檢測(cè)汽車車門是否正確關(guān)閉的儀器。汽車關(guān)門速度對(duì)于車鎖壽命來(lái)說是一個(gè)十分重要的參數(shù)，國(guó)內(nèi)各大汽車廠在試車階段通過關(guān)門速度檢測(cè)儀對(duì)車門關(guān)閉力達(dá)到的最佳狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。該儀器廣泛應(yīng)用于汽車制造廠、科研實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所。

大部分汽車關(guān)門速度檢測(cè)儀為光電原理，通常將關(guān)門速度檢測(cè)儀通過吸盤固定在車身外側(cè)，且安裝時(shí)要注意其不要對(duì)車門的開關(guān)造成干擾。將光電傳感器對(duì)準(zhǔn)汽車車門從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車門關(guān)閉時(shí)的瞬時(shí)速度進(jìn)行測(cè)量。目前，我國(guó)尚未出臺(tái)有關(guān)汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的檢測(cè)方法及校準(zhǔn)規(guī)范，各計(jì)量院所主要依據(jù)各自起草的校準(zhǔn)方法對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。

1 校準(zhǔn)方法的研究

1.1 環(huán)境條件

溫度范圍：（10-30） ℃;相對(duì)濕度：不大于90%。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)器

鋼卷尺：MPE：±0.1%;

時(shí)間間隔脈沖表：U=0.001s，k=2。

1.3 校準(zhǔn)方法

汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x是根據(jù)光電原理，在被測(cè)車門內(nèi)側(cè)放置一反光標(biāo)識(shí)，光電傳感器在接收到反光標(biāo)識(shí)后會(huì)產(chǎn)生一組脈沖信號(hào)。車門在關(guān)閉過程中，兩組光電傳感器依次接收到反光標(biāo)識(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，并通過內(nèi)部晶振作為時(shí)間基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量?jī)山M信號(hào)間的時(shí)間差，由于汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x內(nèi)部?jī)山M傳感器的距離固定，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車關(guān)門速度的測(cè)量。

本文根據(jù)用戶對(duì)校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇，對(duì)汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的瞬時(shí)速度進(jìn)行校準(zhǔn)。將兩個(gè)漫反射式光電傳感器與時(shí)間間隔脈沖表連接，并與關(guān)門速度測(cè)量?jī)x放置在被測(cè)反光標(biāo)識(shí)的同一側(cè)。當(dāng)被測(cè)反光標(biāo)識(shí)從一端移動(dòng)到另一端時(shí)，每當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)光電傳感器，時(shí)間間隔脈沖表將收到一定幅值的電壓脈沖信號(hào)，收到兩組脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔即為被測(cè)反光標(biāo)識(shí)通過兩個(gè)光電傳感器所需的時(shí)間。用鋼卷尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)光電傳感器之間的距離，通過計(jì)算得到被測(cè)反光標(biāo)識(shí)的運(yùn)行速度。另一方面，汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x同時(shí)對(duì)該反光標(biāo)識(shí)的速度進(jìn)行測(cè)量。

2 示值誤差的不確定度分析

對(duì)于汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)，其示值誤差不確定度的引入主要有兩方面因素，分別為測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性及由標(biāo)準(zhǔn)器自身引入的不確定度。

2.1 測(cè)量方法

依據(jù)上述汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)量。

2.2 測(cè)量模型

其中：[Δv]——為速度示值誤差，單位為m/s;

v——為汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x速度測(cè)量值，單位為m/s;

s——為兩光電傳感器間的距離，單位為m;

t——為兩組脈沖間隔時(shí)間，單位為s。

2.3 合成不確定度

上式中，[u（s）]為距離測(cè)量引入的不確定度，[u（t）]為時(shí)間測(cè)量引入的不確定度，[u（v）]為示值重復(fù)性引入的不確定度。

2.4 不確定度來(lái)源分析

2.4.1 距離的不確定度[u（s）]評(píng)定

距離不確定度包括測(cè)量重復(fù)性[u1（s）]與標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度[u2（s）]。

由于對(duì)每一檢測(cè)點(diǎn)做3次校準(zhǔn)，本文用極差法評(píng)定重復(fù)性引入的不確定度，用鋼卷尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)漫反射光電傳感器間的距離，取3次測(cè)量平均值作為測(cè)量結(jié)果，測(cè)量數(shù)據(jù)為0.10 m，0.11 m，0.10 m，計(jì)算結(jié)果如下所示：

2.4.2 時(shí)間的不確定度[u（t）]評(píng)定

運(yùn)行時(shí)間的不確定度包括時(shí)間測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度[u1（t）]以及由標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)間間隔脈沖表引入的時(shí)間不確定度[u2（t）]。

由于對(duì)每一檢測(cè)點(diǎn)做3次校準(zhǔn)，本文用極差法評(píng)定重復(fù)性不確定度，方法是用時(shí)間間隔脈沖表測(cè)量3次取平均值的方法測(cè)量被測(cè)標(biāo)識(shí)運(yùn)行時(shí)間，測(cè)量數(shù)據(jù)為0.101 s、0.102 s、0.100 s，得單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s為：

2.4.3 汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x重復(fù)性引入的不確定度[u（v）]評(píng)定。

同樣，用極差法評(píng)定汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x測(cè)量結(jié)果的不確定度，測(cè)量3次數(shù)據(jù)為0.99 m/s、0.98 m/s、0.99 m/s，得單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s為：

2.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總（見表1）

2.6 擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x示值誤差的擴(kuò)展不確定度為U=k[uc]=0.07m/s，k=2。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的用途與基本原理，并對(duì)汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)方法進(jìn)行了研究，并通過實(shí)際例子對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析與評(píng)定。有效的檢測(cè)方法將更合理及準(zhǔn)確的對(duì)汽車關(guān)門速度測(cè)量?jī)x進(jìn)行溯源，為汽車生產(chǎn)企業(yè)保駕護(hù)航，為計(jì)量同行的校準(zhǔn)工作提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】魏偉力（1983-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)槁晫W(xué)、振動(dòng)。