非接触式汽车速度计量值比对分析

吴晶

【摘要】 本文介绍了非接触式汽车速度计的用途，比对的依据及过程，比对参考值的确定，分析了现场不确定度来源，并总结了本次非接触式汽车速度计量值比对的意义。

【关键词】 比对;非接触式汽车速度计;不确定度

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.04.005

Abstract： This paper introduces the use of non-contact automotive speedmeter，the basis and process of comparison and the determination of reference value，analyzes the sources of field uncertainty，and summarizes the significance of this non-contact automotive speedmeter measurement value comparison.

Key words： comparison;non-contact automotive speedmeter;uncertainty

非接触式汽车速度计是用于对汽车行驶速度、距离等参数进行检测的计量标准器具。由于非接触式汽车速度计测量机动车行驶速度是一个复杂的过程，而且在实际道路对机动车测速仪进行检测时，测量结果容易受外界多种因素影响，仅对其定期进行溯源是不够的，因此，对非接触汽车速度计进行比对是十分必要的。

非接触式汽车速度计全国比对活动能考察各实验室量值和出具测量结果的一致程度，同时还能考核计量标准、计量人员、检测方法、数据处理等方面的实际水平和能力，进而加强对计量标准的监督管理。本次比对的主导实验室为中国计量科学研究院，参加比对的实验室为国内各省级计量院所。

1 比对的依据及过程

本次比对的测量依据主要包括：JJG 527-2015《固定式机动车雷达测速仪》、JJG 528-2015《移动式机动车雷达测速仪》、JJG 1074-2012《机动车激光测速仪》、JJG 1122-2015《机动车地感线圈测速系统》等检定规程。

本次比对共分5个组，主导实验室参加每一组的比对测量。每组都包含一台国产非接触式汽车速度计，多台进口非接触式汽车速度计和一台高精度机动车GPS测速仪，确保每组的比对测量结果来自不同测量原理的标准器及同种测量原理的不同生产厂家的标准器。

2 比对结果及不确定度分析

2.1 测量方法

将非接触式测速仪安装在试验车上，使其处于正常工作状态并能够实时测量试验车的行驶速度值。主导实验室安装高精度机动车GPS测速仪，使其处于正常工作状态并能够实时测量试验车的行驶速度值。试验车在道路上往返2次，试验车的速度值分别稳定保持在60 km/h、80 km/h、100 km/h、120 km/h。在试验车的行驶车速平稳时，同时拍照记录非接触测速仪与高精度机动车GPS测速仪对试验车行驶的测量值。

2.2 参考值的确定

采用同组多个实验室的测量值取算术平均的方法计算本组比对参考值。

2.3 不确定度评定

2.3.1 测量模型

2.3.2 方差和灵敏系数

由（1）式得方差：

2.3.3 各输入量的标准不确定度分量的评定

由于测量结果以及由上级标准器引入的不确定度在比对中是未知的，因此以下仅考虑其它可能对测量结果有影响的因素进行不确定度分析与评定。

1）非接触测速仪量化误差引入的不确定度[u（vm1）]

用B类标准不确定度评定，分度值[d=0.01] km/h，按均匀分布计算，则：

2）光电传感器安装的位置高度对测量结果造成的影响[u（vm2）]

在测速点为100 km/h时，安装高度的不同对测量结果造成0.40 km/h的变化，用B类标准不确定度评定，按均匀分布计算，则：

3）光电传感器安装的倾斜角度对测量结果的影响[u（vm3）]

在测速点为100 km/h时，倾斜角度对测量结果造成0.50 km/h的变化。用B类标准不确定度评定，按均匀分布计算，则：

4）试验车行驶抖动对测量结果的影响[u（vm4）]

在测速点为100 km/h时，试验车行驶抖动对测量结果造成0.40 km/h的变化。用B类标准不确定度评定，按均匀分布计算，则：

5）非接触测速仪速度显示延时对测量结果的影响[u（vm5）]

在测速点为100 km/h时，试验车行驶抖动对测量结果造成0.30 km/h的變化。用B类标准不确定度评定，按均匀分布计算，则：

各输入量的标准不确定度分量见表1。

表1 各输入量的标准不确定度分量汇总表

6）合成标准不确定度计算

以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：

7）扩展标准不确定度计算

取包含因子k=2，则：

8）相对扩展标准不确定度计算

取包含因子k=2，则：

9）测量不确定度报告

本次测量点的不确定度表达如下：

10）各点不确定度汇总（见表2）

2.4 结果评价原则

主导实验室对所有参比实验室提交的比对数据进行汇总及分析，参比实验室的测量结果与其不确定度的一致性通过归一化偏差[En]进行评价。评价公式为：

[En≤1]，参比实验室的测量结果与参考值之差在合理的预期之内，比对结果可接受。

[En]>1，参比实验室的测量结果与参考值之差没有达到合理的预期，应分析原因。

辽宁省计量科学研究院提交的测量结果在每组测量点处[En]均小于1，比对结果满意。

3 结论

因为非接触式汽车速度计的溯源一般是采用在实验室条件下，通过转鼓或齿形带模拟实际路面进行校准，近似在理想条件下开展检测。而在实际情况下采用非接触式速度计对机动车测速仪进行检测时，影响最终测量结果的因素很多，除了计量标准器以外，与测量过程中的现场环境、操作人员的水平与方法、设备的要求都有关。

本次比对结果虽满意，但在各别点的En值较大，应从此次比对结果中看到薄弱之处，查找原因，采取预防措施。另外，在对测量结果进行不确定度评定时，应充分考虑各种因素对测量结果造成的影响。各实验室可通过比对的方法将本实验室的校准装置与其它技术机构比较，可以及时发现并弥补问题，从而提升实验室校准能力。

【参考文献】

[1] 固定式机动车雷达测速仪：JJG 527-2015[S].

[2] 移动式机动车雷达测速仪：JJG 528-2015[S].

[3] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[S].

[4] 计量比对：JJF 1117-2010[S].