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      整車式與軸重式動態(tài)地磅的基本概念和試驗(yàn)方法

      針對整車稱量方式和部分稱量方式的動態(tài)地磅的基本概念的異同進(jìn)行探討,分析差異產(chǎn)生原因和對應(yīng)的試驗(yàn)方法的運(yùn)用,對國內(nèi)該類自動衡器的檢測提出參考意見.
      動態(tài)公路車輛自動衡器(以下簡稱動態(tài)地磅)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)高速公路計(jì)重收費(fèi)和超限超載檢測站治理超載,是國家依法重點(diǎn)管理的計(jì)量器具之一。該類自動衡器按稱量方式分為整車稱量和部分稱量兩大類,也就是我們常說的整車式和軸重式。根據(jù)國際建議R134-1-2006(E)和JJG907—2006《動態(tài)公路車輛自動衡器》國家檢定規(guī)程的規(guī)定,這兩類自動衡器檢定方法是不盡相同的,本文將就這兩類自動衡器檢定方法的異同進(jìn)行討論。
      一、兩種稱重方式的定義不同
      整車稱量是承載器支撐一輛車輛的整體進(jìn)行稱量得到車輛總質(zhì)量的稱量方式,如圖1所示,前后兩側(cè)為引道,斜線框?yàn)閯討B(tài)地磅的承載器,能夠同時(shí)支撐車輛的整體。部分稱量是在同一承載器上對一整輛車進(jìn)行兩次或兩次以上的稱量,稱量后可將每部分(如軸載荷)稱量結(jié)果相加,得到車輛總質(zhì)量的稱量方式,如圖2所示,承載器只能同時(shí)支撐車輛的一個(gè)軸。
       
       
      整車稱量的承載器的寬度和長度要能同時(shí)支撐車輛的整體,即現(xiàn)在常用的整車式動態(tài)地磅。部分稱量的承載器只需能夠同時(shí)承載車輛的一部分即可,通過依次累加車輛的幾個(gè)部分的質(zhì)量計(jì)算得到車輛總質(zhì)量。如何劃分車輛為幾個(gè)部分進(jìn)行依次稱量。目前常見的劃分方式是單軸依次稱量、單軸和軸組依次稱量兩種方式,即常見的軸重式動態(tài)地磅。
      無論是整車稱量還是部分稱量都以得到車輛總質(zhì)量為最終目標(biāo),在某些適用的情況下,部分稱量可以同時(shí)得到車輛軸和軸組的質(zhì)量,但是只得到軸和軸組的質(zhì)量是沒有任何意義的,軸的質(zhì)量是隨著每一次動態(tài)稱量而變化的,很難復(fù)現(xiàn)。只有車輛總質(zhì)量是恒定不變的(短時(shí)間內(nèi),燃油損失忽略不計(jì)),可以準(zhǔn)確溯源。
      二、試驗(yàn)方法不同
      1.控制衡器的選擇
      當(dāng)需要對動態(tài)地磅進(jìn)行檢測時(shí),首先要做的就是通過控制衡器的稱量得到參考車輛的約定真值,控制衡器必須為非自動衡器或者具有非自動衡器的功能并滿足相關(guān)的計(jì)量要求。控制衡器可以分為集成控制衡器和分離控制衡器,集成控制衡器即使用被測動態(tài)汽車衡作為控制衡器。整車稱量和部分稱量在集成控制衡器的選擇上有所不同。
      (1)稱量方式的動態(tài)地磅可做集成控制衡器
      JJG907-2006中很多條款都對動態(tài)地磅用作靜態(tài)稱量時(shí)提出了相應(yīng)的要求和試驗(yàn)方法。4.1靜態(tài)稱量:具有靜態(tài)稱量模式的動態(tài)車輛衡,在用于靜態(tài)稱量時(shí)應(yīng)符合國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG555—1996《非自動秤通用檢定規(guī)程》的相關(guān)要求。6.2.4作為非自動衡器使用:當(dāng)具有整車稱重功能動態(tài)地磅作為非自動衡器使用時(shí),就必須符合JJG555-1996檢定規(guī)程的要求,并在顯示和操作方式上適合于非自動衡器的操作模式;6.4集成控制衡器:當(dāng)被測動態(tài)車輛衡用來作為控制衡器,確定車輛質(zhì)量或車輛靜態(tài)軸的約定真值時(shí),應(yīng)滿足下列6.4.1至6.4.4的要求,并且符合本規(guī)程8.1.8.3的要求;8.1.9集成控制衡器的靜態(tài)稱量試驗(yàn):8.1.9.1被測的動態(tài)車輛衡用來做通過整車靜態(tài)方式確定車輛質(zhì)量約定真值的衡器,應(yīng)按本規(guī)程B.5.2的要求進(jìn)行測試。8.1.9.2被測的動態(tài)車輛衡用來作為確定雙軸車輛靜態(tài)單軸的衡器,應(yīng)按本規(guī)程B.5.3的要求進(jìn)行測試。
      通過分析JJG907—2006以上條款,并對應(yīng)兩種動態(tài)地磅的稱量原理和秤臺結(jié)構(gòu)的不同,可以明確只有整車式動態(tài)地磅才有可能完全滿足JJG555—1996檢定規(guī)程的要求,并且整車式動態(tài)地磅的靜態(tài)模式的主要作用是作為集成控制衡器確定車輛總質(zhì)量和雙軸剛性車輛軸載荷的約定真值。
      (2)部分稱重方式的動態(tài)地磅不能作為集成控制衡器的使用
      該種方式的動態(tài)地磅的稱量原理和秤臺結(jié)構(gòu)決定了其不可能作為非自動衡器使用時(shí)稱量出車輛總質(zhì)量,不能完全符合JJG555—1996檢定規(guī)程中偏載試驗(yàn)的要求,也就不能作為控制衡器使用來確定車輛總質(zhì)量和雙軸剛性車輛的軸載荷約定真值。JJG907—2006中8.2.2.10條款:雙軸車輛靜態(tài)單軸載荷的確定中的e)條款明確規(guī)定通過整車靜態(tài)稱重方式獲得參考車輛總質(zhì)量的約定真值。
      JJG907-2006中靜態(tài)試驗(yàn)允差要求應(yīng)該是針對型式評價(jià)中影響因子試驗(yàn)和干擾試驗(yàn)的要求。
      因此部分稱量方式的動態(tài)汽車衡不需要做靜態(tài)試驗(yàn),整車式動態(tài)地磅也是在需要其作為集成控制衡器使用時(shí)才做靜態(tài)試驗(yàn)。這一點(diǎn)必須讓檢定人員和使用方清楚,否則很容易造成檢定人員對其進(jìn)行靜態(tài)檢定,使用方提出靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)的招標(biāo)要求。
      2.試驗(yàn)項(xiàng)目的不同
      整車式?jīng)]有軸和軸組載荷準(zhǔn)確度等級要求,因此沒有軸和軸組對應(yīng)的檢測項(xiàng)目的要求,下面重點(diǎn)討論部分稱量方式的動態(tài)地磅的有關(guān)軸和軸組檢測的要求。單軸載荷不是軸組載荷中的部分軸載荷。
      (1)軸載荷約定真值的特殊性
      首先要正確理解軸載荷約定真值的內(nèi)在含義和其特殊性。軸載荷真值是一個(gè)不斷變化、無法復(fù)現(xiàn)的約定值。動態(tài)稱量過程中的軸或軸組載荷的真值是變化的,根據(jù)承載器前后車道水平度的不同、車輛通過速度和方式(加減速、偏軸等)的不同,車載貨物的重心移動的不同,各個(gè)輪軸之間的質(zhì)量傳遞隨著每一次車輛的通行都不相同,并且不可復(fù)現(xiàn),很難確定一組恒定的值來作為參考車輛的動態(tài)稱量過程中的軸或軸組載荷的真值。
      表1和表2是2014年8月份在G2高速某收費(fèi)站的某廠家的動態(tài)軸重衡測試數(shù)據(jù),該廠家的兩個(gè)動態(tài)軸重衡產(chǎn)品(分別記為1#和2#)安裝在收費(fèi)站的相鄰兩個(gè)車道,兩個(gè)車道的承載器前后的路面水平度基本一致,兩個(gè)車道的測試間隔不超過2min,位置均為中央,試驗(yàn)參考車輛為同一輛五軸鉸接掛車,
      車速均為5km/h.
      1#動態(tài)軸重衡型號規(guī)格:最大秤量為30t,最小秤量為500kg,分度值為50kg,四承載器;整車總質(zhì)量準(zhǔn)確度為2級,單軸或軸組載荷準(zhǔn)確度為C級。
      2#動態(tài)軸重衡型號規(guī)格:最大秤量為30t,最小秤量為500kg,分度值為50kg,雙承載器;整車總質(zhì)量準(zhǔn)確度為2級,單軸或軸組載荷準(zhǔn)確度為D級。
      由表3可見,在車輛總質(zhì)量真值不變的情況下兩個(gè)產(chǎn)品確定的軸載荷約定真值并不相同,甚至差距很大,如果用2#產(chǎn)品確定的軸1的約定真值去評價(jià)1#產(chǎn)品軸1的檢測值,就會出現(xiàn)超出允差的情況;軸3和軸5的約定真值的差值更是達(dá)到了-926kg和919kg,差值占約定真值的比例達(dá)到了14%。
       
       
       
      (2)軸或軸組載荷約定真值的溯源方法
      確定軸或軸組載荷約定真值的過程也就是溯源的過程,現(xiàn)行的國際建議和國家檢定規(guī)程、國家標(biāo)準(zhǔn)使用的方法是以常規(guī)速度勻速從承載器中間通過10次(雙軸剛性車輛除外),取得的平均值乘以修正系數(shù)后得到的軸或軸組載荷的值約定為真值,該約定真值適用于該測試車道的參考車輛,也就是說每個(gè)車道應(yīng)用此方法單獨(dú)確定本車道參考車輛的軸或軸組載荷約定真值。從修正系數(shù)的計(jì)
       
      車輛總質(zhì)量的平均值)中可以看出該約定真值要溯源至車輛總質(zhì)量,因?yàn)橹挥姓嚳傎|(zhì)量的值是不受車道水平度、車輛通行速度等因素的影響而恒定不變的(短期試驗(yàn)期間內(nèi),長期當(dāng)然要考慮油耗等因素的影響),是可以通過靜態(tài)控制衡器來確定的,而靜態(tài)控制衡器是能夠溯源至標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值的。
      (3)軸組載荷的意義
      由表3可見,五軸鉸接掛車后面三軸組成的軸組約定真值差值只有-31,只占整車總質(zhì)量的0.08%,也就是說前面兩個(gè)單軸和后面的三聯(lián)軸組發(fā)生的質(zhì)量傳遞不到0.1%,那么是否可以這樣認(rèn)為:車輛行駛中軸之間的質(zhì)量傳遞大部分發(fā)生在距離相近的輪軸特別是同一個(gè)軸組之間的輪軸中,單軸和軸組之間基本不會發(fā)生質(zhì)量傳遞,因此具有軸組的參考車輛應(yīng)對應(yīng)確定軸組的約定真值,再將其軸組拆分為單個(gè)輪軸來檢測反而是不準(zhǔn)確的。雙軸剛性車輛因?yàn)橹挥袃蓚€(gè)輪軸而且間距較大,可以認(rèn)為不會發(fā)生質(zhì)量傳遞,因此雙軸剛性車輛用靜態(tài)稱量的方法直接獲取軸載荷約定真值。
      三、結(jié)束語
      整車稱重和部分稱重代表了目前國內(nèi)在用的動態(tài)地磅的各個(gè)種類產(chǎn)品,本文探討了這兩種稱重方式的區(qū)別,希望能對國內(nèi)該類自動衡器的檢測起到一定的借鑒作用,同時(shí)也歡迎同行對文中的觀點(diǎn)進(jìn)行批評指正。
       
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