汽车检测设备校准方法探讨

《计ｉ与融试技术！》２０１３年第柏卷第４期
汽车检测设备校准方法探讨
Ｄｉｓｓｃｕｓｓ ｏｆ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｍ
ｏｎ
Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
李文芳
（中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆４０００３９）
摘要：目前大多数汽车检测设备没有现成的、统一的检定规程或校准规范，本文从汽车检测设备的特点人手，深入探讨了汽车检测设备最主要的两
２．２．２系统校准法
目前大多数汽车检测设备没有现成的、统一的检定 规程或校准规范，计量人员应参考设备制造商建议的校 准方法或借助设备使用说明书和现场实际使用要求，组
织编写内部校准规范。
校准规范的主要内容一般包含封面、扉页、范围、术 语、概述、计量特性、环境条件、（测量）标准及其他设备、 校准项目和校准方法、校准结果和报告要求、复校时间间 隔、测量不确定度要求等。 现结合ＪＪＦｌ０７１—２０１０｛国家计量校准规范编写规 则》、盯Ｆ１００２—１９９８《国家计量检定规程编写规则》和 ＣＮＡＳ—ＣＬ０１：２００６｛检测和校准实验室认可准则》的有关 要求，对汽车检测设备校准规范的编制，重点补充以下几 点，希望对实验室编制这类校准规范起到参考作用，提高
准时需要清零，位移和角度校准时不需要清零。校准角
系统校准法需要进行实时的在线校准，这就需要将 标准传感器接入测试系统与工作传感器处于同一工作状 态，测量同一物理量，通过比对方法对测试系统进行校 准。测试在动态状况下进行，实现了测试系统的动态校 准，可以最大程度地衡量测试系统的实际技术指标。 采用什么样的校准方法，需要研究汽车检测设备的 原理、功能、构成，了解被测设备的参数，根据设备的特点
准。将负荷传感器拆下，将它安装在随机携带的标定架 上，使用相应量程的数字标准测力仪进行校准，将标准测 力仪显示的数值与本试验机的控制器显示的数值对比。
而不是关心系统各部件的特性指标。因此，在尽可能条
件下，采用现场原位校准最接近系统的真实工作状态。
系统校准法与通用仪器的校准方法一样，用高集成 的通用测试设备作为主要计量标准器具，给汽车检测设 备施加标准量输人，或者用标准仪器测量检测设备的输 出，显示结果与标准量进行比较，达到整体校准的目的。 例如：霉菌培养箱用于电工电子及汽车产品、零部件 及材料进行长霉试验。霉菌培养箱的温度范围：（０～
培养箱实测的温、湿度值，与霉菌培养箱显示的温、湿度 进行比对，从而达到校准目的。
位移传感器的校准可在设备上直接进行，将４０７控制器 切换到位移控制模式，控制作动器活塞杆移动处于零点 位置，然后按照正、负两个方向分别按量程的２０％、 ４０％、６０％、８０％、１００％进行校准，各点校准时用深度游 标卡尺或其他测量位移的装置进行测量，测量的数值与 ４０７控制器显示的数值比较。扭矩传感器的校准在随机 携带的标定架上进行，用千斤顶通过力传感器施加扭矩， 从标准测力仪上读出数据，乘力臂得出的数值与从４０７ 控制器得出的数值对比。一般来说，负荷、扭矩传感器校
从汽车检测设备的构成可知，计量校准主要要解决传 感器、中间变换装置和显示记录装置的校准等问题。传感 器是测试系统的关键，它的准确性决定了测试系统的准确 与否。不管采用何种方法进行校准，都应尽量利用计量标 准器具对传感器进行校准，保证其量值准确可靠。 由于汽车检测设备与通用测试设备主要用途及本身 技术性能的差异，对其进行校准不能完全照搬通用设备 的校准方法，而应参照通用设备校准方法，借助设备使用 说明书和现场实际使用要求，编写校准规范进行校准。 在校准过程中，不同的量或不同量值的同一种量，应当根 据其特点和准确度要求（总不确定度３盯原则），使用相应 的计量原理，选用不同的校准方法。结合本单位设备的 具体情况，最主要应用的是分部校准法和系统校准法。
万方数据
李文芳：汽车检测设备校准方法探讨
组成原理及各个部件的技术指标，然后开展校准工作。 例如：四通道电液伺服机构件疲劳试验系统（以下简 称试验机）是为汽车行业专门设计制造的多用途专用测 试设备，主要是对汽车行业包括整车、汽车结构件、汽车 零部件等进行各种性能试验、疲劳特性试验，以获取所需 的各种参数。本试验机主要由独立的四通道作动器、伺 服恒压泵站、分油系统、管路连接系统、测控系统、数据处 理系统、加载附具系统等六部分组成。四通道作动器含 有负荷传感器、位移传感器、扭矩传感器和角度传感器， 能单独进行工作，分别用于测量试验力、位移、扭矩和角 度。测控系统采用美国ＭＴＳ公司４０７型伺服控制器控制 四通道作动器，对整个试验过程进行控制，实时显示各种 试验参数，并可对参数进行设定。 现根据不同的测量功能对四类传感器分别进行校
加全面。
参考文献 ［１］郑华耀主编．检测技术．北京：机械工业出版社，２００４． ［２］］ＪＦｌ０７１ ２００ｌ《国家计量校准规范编写规则）．国家质量技术监督局
发布．２０００．７．
根据被校设备计量特性的需要，校准项目应包括被 校设备通常可能的示值或量值，具体项目可根据用户要 求选择使用。如果校准项目中包含外观检查、工作正常 性检查等内容，应规定检查方法和要求，当存在影响被校 设备正常工作或测量功能的情况时，应在校准结果中予 以描述。校准方法应按照不同的校准项目分别描述，应
其科学性和规范性。
有些设备部件拆卸有可能造成损坏或故障，重新安 装又可能造成定位不准确，连接有损耗等问题，这时就要 用系统校准法。这种方法是最直接、最全面、最有效的校
准控制手段。它把检测设备当作一个有机的整体来看，
系统内部的连接方式、性阻抗匹配关系、电磁兼容程度、
系统供电、系统所处环境等因素都能影响到测量结果的 正确性。系统校准法最关心的是整个系统的总体指标，
种校准方法以及校准规范的编写，最后论述了如何合理评定校准结果的测量不确定度。
关键词：汽车检测设备：校准方法；校准规范；测量不确定度
汽车检测机构是为车辆提供检测诊断技术服务的行 业，检测机构的检测质量关系到车辆管理部门技术执法 的科学性和公正性，影响到车辆的运行安全、运输效能、 节能降耗和环境保护。因此，汽车检测责任重大，能否对 机动车的安全技术状况做出准确判断，所用检测设备的 准确度、精度是保证检测结果科学、准确、真实、可靠的前 提，而检测仪器设备的检定和校准是保证设备准确度的 有效手段。
２．２．１分部校准法
困难；大多数设备为自动控制系缄
（３）系统复杂、体积庞大。大部分设备把多种不同的 控制或测试系统集成在一个机箱或机柜里，性能复杂、体 积庞大、不易移动和拆卸，校准工作要在现场进行。 （４）测试接１：１形式多样。大多数设备未设置专用的 校准接口，校准工作只能借助于设备的测试接口，而测试 接口与通用标准器难于匹配，需要定制专用的测试夹具 等工具。 （５）需制定专用的校准方法。目前大多数汽车检测 设备没有现成的、统一的检定规程或校准规范，需制定专 用的校准方法，编写相应的校准规范。
的测量能力：
由于大多数汽车检测设备的校准在现场进行，而且 参量多，因此在评定汽车检测设备的不确定度时，应考虑 环境的影响、各参量之间的相互影响，应以系统不确定度 或主要参量的不确定度为主。在校准时应尽量减少信号 在传输过程中所带来的干扰，充分考虑设备及系统各环 节连接不当、干扰、阻抗不匹配、传输线路损耗等问题所 带来的不确定度因素，使其对校准所带来的影响减少到 最低程度，使校准结果的不确定度更加合理。在进行系
（３）校准项目和校准方法
汽车检测设备校准方法的正确与否，是保证其量值 能否正确溯源的关键所在。校准方法的合理选择与应 用，是校准数据准确可靠、设备的指标和性能是否符合要 求的重要保证。如何编制科学合理、可操作性强的校准 规范是确保检测设备状态受控的前提。正确评定校准结 果的测量不确定度，是检测设备计量确认的主要环节。 希望汽车检测设备校准人员，在实践中不断总结、不断 完善校准方法，使汽车检测设备的校准方法更加合理、更
５结束语
②被校设备的测量不确定度（或准确度等级、最大允 许误差）已知的，按照量值传递的１／３～１／５原则确定标 准设备的测量能力。 ③被校设备的测量不确定度（或准确度等级、最大允 许误差）未明确规定时，标准设备的示值分辨力应高于被 校设备示值分辨率的５一１０倍，校准结果的有效数字应 多于被校设备示值１位有效数字。
显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。 ２．２校准方法的确定
汽车检测设备的特点 大多数汽车检测设备属于多参数的测试系统，涉及
到几何量、力学、热学、电磁学、时间频率、光学、声学、化 学等计量专业。综合归纳这些设备，它们具有以下特点： （１）种类繁多。在汽车产品设计、研制、试验的不同 阶段，有不同的专用测试设备：有元器件、部件、单机、分 系统使用的检测设备，还有整个设备使用的大型综合测 试系统。 （２）参数多、量程大、自动化程度高。不仅有单一参 量，还有综合参数；测量范围宽，有些进行直接测量比较
来确定校准方法。 ３校准规范的编写
度传感器时需要制定一个专门的夹具，把光学倾斜仪固 定在试验机上，启动试验机使光学倾斜仪随角度传感器 一起运动，光学倾斜仪读出的数值与４０７控制器显示的 值进行比对。以上校准如果误差较大，都可调整４０７控 制器的参数，直到误差在允许误差范围以内。 以上工作解决了传感器、中间变换装置和显示记录 装置的校准等问题，达到了校准目的。不过分部校准法 只适合于设备中被测量的各个参数是相对独立的，各参 数测量模块也相互独立的汽车检测设备。
（６）工作环境恶劣复杂。大多数设备在试验现场使 用，工作环境比校准实验室恶劣，各种干扰较大。 ２汽车检测设备校准方法探讨
这种方法是化繁为简，将复杂的检测设备根据测量 功能按照测量参数进行划分，分解为不同的部件，然后 对各参数按照相关的检定规程或校准规范进行校准。此 方法对设备制造方及校准人员来说也是最容易掌握的一 种方法。设备制造商研制设备时一般都有设备的组成原 理框图、设备具有的功能及各个功能模块部件应达到的 技术指标。校准人员根据设备说明书很容易了解设备的
统不确定度评定时，应抓住测量系统不确定性的基本特