便携式制动性能测试仪校准装置计量标准技术报告

ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｐ ｏ ｔ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ
Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｐｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｂｒ ａ ｋｅ ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ
Ｃ ＨＥＮ Ｇａ ｎ ｇ ，Ｌ ＵＯ Ｗｅ ｎ — ｂ ｏ ，Ｓ ＵＩ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ — ｈ ｏ ｎ ｇ ：
第 ２ １卷 第 ２ ３期
Ｖｏ １ ． ２ ｌ
Ｎｏ ． ２３
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ． ２０１ ３
便携 式制动性能测试仪静 态校 准 装置
（ １ ． Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ Ｋｅ ｍｉ Ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｃ ｅ ｎ ￣ｒ ， Ｈａ ｉ ｋ ｏ ｕ ５ ７ ０ ２ ０ ６，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
２ ． Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＭｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ， ｇ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ２ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

ＧＡ Ｔ ５ ２ ０ ／ ４ － ０４ ８
３３ ．
制动协调 时间
ｂａ ｅ ｒｉａｅ ｔ ｒｋ ｃｏｄｎ ｔ ｉ ｏ ｄ ｍｅ
是指在急踩制动时， 从踏板开始动作至车辆减速度达到 Ｇ ７５ 规定的充分发出的平均减速度值 Ｂ ８ ２ 的 ７ ％时所需的时间。 ５
４ 要求
４ １ 一般要求 ． ４ １１ 组成 ．．
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测试装置的总不确定度应不大于被检仪器基本误差限的 １３ ／， ５２２ 预热和预调 ．． 试验设备的预热时间应按制造厂的使用说明书有关规定， 并在相应的试验大气条件下使之稳定， 预 调应在预热时间内进行， 在每项试验过程中不得进行调整。 ５３ 一般要求检查 ．
Ｇ ／ ４ ５ ２０ Ａ Ｔ － ０ ４ ８
前
言
本标准由公安部道路交通管理标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位： 公安部交通管理科学研究所。 本标准参加起草单位： 上海西派埃 自 动化仪表工程有限责任公司。 本标准主要起草人： 龚标、 伦耀森、 秦煌麟、 蒋宇晨、 秦东炜、 丁正林、 张军
对仪器的组成、 外观、 文字、 图形、 标志及铭牌进行人工 目测检查， 应符合 ４１２ ．． 要求； 用蘸有汽油 （ 不低于 ９ 号） ０ 的干净棉布连续擦拭文字、 图形、 标志、 铭牌表面 １ ｓ试验后仍应符合 ４１２ ５ ， ．． 要求。 ５４ 基本功能检查 按使用说明书操作仪器， 对其功能逐项进行检查， 其基本功能应符合 ４２ ． 的规定。 ５５ 数据保持检查 ． 仪器接通电源， 使其处于正常工作状态， 进行模拟制动性能和加速性能测试并将结果存储记录。断 电 ２ｈ 对原贮存数据进行检查， 后， 应符合 ４３ ． 的要求。 ５６ 基本误差限测试 基本误差的试验应在参比试验大气条件下进行， 但对于非仲裁试验， 在能正确判别仪器基本误差的 前提下， 本试验允许在一般试验大气条件下进行。 ５６ １ 静态加速度测试法 ．． 将加速度传感器敏感轴平面放在已调好的水平面上， 接通电源， 进行基本误差限测试， 此时制动仪 的理论加速度示值应为 。０ ｍ ｓ， ０ ２改变加速度传感器敏感轴平面与水平面夹角， ／ 使夹角分别为 ３０ ０， ４０６０ ０， ０， ５， ０， ９０分别读取仪器对应的八个加速度示值， ５，０， ０－３０－４０－６０－ ， ９ ０ 重复测试三次， 取各点示

V
行驶的距离的差值，单位：m。

3 测量不确定度来源
1）测量重复性引入的不确定度分量。

2）速度最大允许误差引入的不确定度分量。

3）距离最大允许误差引入的不确定度分量。

试仪的重复性，在相同的试验条件下，使用非接触多功能速度根据上表得到标准偏差为0.02m/s2，实际测量情况下，在4.2 速度测量引入的不确定度分量
极限误差为0.25km/h，估计为均匀分布，取包含因子k=
4.3 距离测量引入的不确定度分量
输入量的不确定度主要来源于非接触多功能速度仪检定装置，其距离最大允许误差为±1.0%。

当初速度为50km/h，V
故极限误差为8.74×1%≈0.087m，估计为均匀分布，取包含因子k=
由于各标准不确定度分量均不相关，所以其合成标准不确定度为：
6 扩展不确定度的评定。

便携式制动性能测试仪动态校准装置的研制便携式制动性能测试仪动态校准装置的研制摘要：随着汽车行业的飞速发展，汽车制动性能日益成为广泛关注的话题。

为了满足制动性能测试的需求，便携式制动性能测试仪已被广泛应用。

然而，制动性能测试仪需要定期校准以确保准确性和精度。

本文介绍了一种便携式制动性能测试仪动态校准装置的研制，该装置基于PID控制技术，可以对制动性能测试仪进行持续性校准，提高校准效率和精度。

通过实验验证，该装置的校准效果良好，可以满足制动性能测试仪的严格校准要求。

关键词：便携式制动性能测试仪、动态校准、PID控制技术、校准效率、校准精度一、引言汽车制动性能的好坏直接关系到驾驶安全，因此制动性能的测试一直是汽车行业的重要研究领域。

便携式制动性能测试仪可以方便地进行制动性能测试，但是它需要定期进行校准以确保准确性和精度。

目前，大部分制动性能测试仪静态校准，即在测试之前进行，这种校准方式效率低下且不能及时发现误差。

因此，动态校准装置的研制对制动性能测试仪的精确性和可靠性有着重要意义。

二、便携式制动性能测试仪动态校准装置的设计原理本文提出了一种便携式制动性能测试仪动态校准装置的设计方案，其主要由电机驱动机械向制动器提供力矩，力传感器、位移传感器、测速仪等传感器通过数据采集器采集数据并实时传输给计算机进行相关计算，控制电机的力矩大小和相位，从而实现动态校准的目的。

为了提高校准效率和精度，本文采用了PID控制技术。

PID控制器的核心部分有三个参数：比例系数（P）、积分时间（I）和微分时间（D）。

其中，比例系数可以理解为根据误差大小输出的调节量，积分时间和微分时间可理解为调节过程中对误差积累的程度和对误差变化率的反应程度。

通过对PID控制器三个参数的不同组合，可以得到不同类型的控制器。

在本文中，我们采用了经典的PID控制器（P=0.6，I=0.8，D=0.2）。

三、动态校准实验验证结果本文设计了一组动态校准实验，将本文提出的便携式制动性能测试仪动态校准装置与传统的静态校准装置进行了对比。

浅谈便携式制动性能测试仪的静态校准及测量不确定度分析发表时间：2018-12-20T16:25:23.473Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：张忠祥林兴强[导读] 随着我国汽车保有量的逐年增加，交通事故也是随之频发，其中很大一部分是由于汽车制动距离太长引起的事故。

汕头市质量计量监督检测所 515041摘要：便携式制动性能测试仪是一种用来检测车辆制动性能的智能仪器，车辆制动性能直接关系着人身安全，保证便携式制动性能测试仪的数据准确、可靠显得尤为重要。

本文通过分析便携式制动性能测试仪的静态校准，依据JJF1059.1-2012评定了减速度示值误差测量不确定度。

关键词：便携式制动性能测试仪；测量不确定度0 引言随着我国汽车保有量的逐年增加，交通事故也是随之频发，其中很大一部分是由于汽车制动距离太长引起的事故，机动车制动性能是行车安全一个很重要的因素。

目前我国机动车实行的年检项目中包含了制动性能测试项目，为了确保便携式制动性能测试仪测量的准确可靠，需要对其进行检定。

本文结合作者检定便携式制动性能测试仪的经验，分析便携式制动性能测试仪的静态校准，并评定了减速度示值误差测量不确定度，对开展便携式制动性能测试仪的检定工作具有实际的指导意义。

1 便携式制动性能测试仪便携式制动性能测试仪一般是由传感器、智能化信息处理单元、制动踏板触点开关及微型打印机组成，以加速度传感器和角速度传感器为其探测元件，由制动踏板触点开关提供制动起始讯号，通过对加速度和角速度以及时间的测量，经过微计算机的高速运算，输出符合GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》路试检验制动性能中规定的充分发出的平均减速度（MFDD）、制动协调时间、制动初速度、制动距离等结果。

其原理框图如图1-1所示。

4 结论本文依据JJF1168-2007《便携式制动性能测试仪校准规范》中的规定，分析了便携式制动性能测试仪的工作原理及静态校准，并对测量结果进行不确定度评定，对开展便携式制动性能测试仪的实际校准工作具有指导意义。

机动车便携式制动性能测试仪操作规程(一).检测目的为了保证机动车安全行驶，可靠地减速、停车和紧急制动，保证人民生命财产的安全，防止事故发生，需要定期对车辆制动性能进行检测。

(二).判定标准GB7258-2017 机动车运行安全技术条件根据GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》的规定：机动车行车制动性能和应急制动性能检验应在平坦、硬实、清洁、干燥且轮胎与地面间的附着系数大于等于 0.7的混凝土或沥青路面上进行。

检验时发动机应与传动系统脱开，但对于采用自动变速器的机动车，其变速器换挡装置应位于驱动挡（“D”挡）。

2.1用制动距离检验行车制动性能机动车在规定的初速度下的制动距离和制动稳定性要求应符合表一的规定。

对空载检验的制动距离有质疑时，可用表一规定的满载检验制动距离要求进行。

制动距离：是指机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至机动车停住时止机动车驶过的距离。

制动稳定性要求：是指制动过程中机动车的任何部位（不计入车宽的部位除外）不超出规定宽度的试验通道的边缘线。

表一制动距离和制动稳定性要求机动车类型制动初速度km/h空载检验制动距离要求M满载检验制动距离要求M试验通道宽度m三轮汽车20 ≤5.0 2.5 乘用车50 ≤19.0 ≤20.0 2.5总质量不大于 3500kg 的低速货车30≤ 8.0 ≤ 9.0 2.5其他总质量不大于3500kg 的汽车50≤21.0 ≤22.0 2.5铰接客车、铰接式无轨电车、汽车列车30≤9.5 ≤10.53.0其他汽车30 ≤9.0 ≤10.0 3.0 两轮普通摩托车30 ≤7.0 ——边三轮摩托车30 ≤8.0 2.5 正三轮摩托车30 ≤7.5 2.3 轻便摩托车20 ≤4.0 ——轮式拖拉机运输机组20 ≤6.0 ≤6.5 3.0手扶变型运输机 20 ≤6.5 2.32.2用充分发出的平均减速度检验行车制动性能汽车、汽车列车在规定的初速度下急踩制动时充分发出的平均减速度及制动稳定性要求应符合表二的规定，且制动协调时间对液压制动的汽车应小于等于 0.35s ，对气压制动的汽车应小于等于 0.60s ，对汽车列车、铰接客车和铰接式无轨电车应小于等于 0.80s 。

便携式制动性能测试仪示值误差不确定度评定摘要：本文主要介绍了便携式制动性能测试仪示值误差的不确定度评定方法关键词：不确定度；数学模型；输入量1.测量方法便携式制动性能测试仪（以下简称减速度仪）的静态校准是以带校准平台的静态校准装置旋转角度的正弦值和重力加速度乘积为标准值，将被校减速度仪相应示值与其进行比较，以确定减速度仪示值是否正确。

减速度仪的动态校准是以非接触式汽车速度计为标准装置，与被校的减速度仪安置在同一辆性能稳定的车辆上，按GB7258规定的速度下进行紧急制动。

根据非接触式汽车速度计所测量得制动初速度、减速至时车辆行驶的距离、减速至时车辆行驶的距离，按GB7258规定计算得充分发出的平均减速度= 。

与被校减速度仪相应示值进行比较。

2. 数学模型2.1 静态校准时，减速度值为（0～4.90）时的数学模型示值误差 = －×9.80（）式中：－被校便携式制动性能测试仪示值误差，（）；－被校便携式制动性能测试仪示值，（）；－带校准平台的静态校准装置旋转角度值，（°）。

2.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）以外其它值时的数学模型示值误差式中：－被校便携式制动性能测试仪示值误差，（%）；－被校便携式制动性能测试仪示值，（）；－带校准平台的静态校准装置旋转角度值，（°）。

3 方差和灵敏系数3.1 静态校准时，减速度值为（0 ～4.90 ）时的方差和灵敏系数= ＋×；3.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～4.90 ）外值时的方差和灵敏系数= ×＋×；4 输入量的不确定度来源4.1 静态校准时，减速度值为（0～ 4.90）时的输入量的不确定度来源（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性）=（2）被校便携式制动性能测试仪示值（数显量化误差） =（3）带校准平台的静态校准装置水平零位值误差（×9.80）× =（4）带校准平台的静态校准装置旋转角度值（×9.80）× =4.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）外值时的输入量的不确定度来源（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性）（）（2）被校便携式制动性能测试仪示值（数显量化误差）（（3）带校准平台的静态校准装置水平零位值误差）（4）带校准平台的静态校准装置旋转角度值5 输入量的标准不确定度评定5.1 静态校准时，减速度值为（0 ～ 4.90 ）值时的输入量的不确定度评定（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性）的标准不确定度评定被校便携式制动性能测试仪示值估计值的不确定度主要来源于便携式制动性能测试仪的测量结果重复性及数显仪器的示值量化误差。