伴隨著公路運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，近年來我國道 路運(yùn)輸貨車超載現(xiàn)象較為普遍，車輛在超載的情況 下行駛，是造成公路加速損壞、引發(fā)交通事故的一 個(gè)重要原因。公路計(jì)重收費(fèi)是我國目前正在推廣的 一項(xiàng)公路收費(fèi)政策，也是我國治理超限超載的一項(xiàng) 有效措施。特別是超載嚴(yán)重的貨運(yùn)車輛，它以貨車 的實(shí)際載荷總質(zhì)量為依據(jù)實(shí)行計(jì)重收費(fèi)，不僅更好 地體現(xiàn)了社會(huì)公平，也使交通管理部門根據(jù)超重程 度進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰，成為治理超限超載的一種有效手 段，而動(dòng)態(tài)軸重汽車衡便是實(shí)現(xiàn)計(jì)量收費(fèi)的核心技 術(shù)設(shè)備，按照 JJG 907-2006《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》 國家計(jì)量檢定規(guī)程以及道路交通管理相關(guān)部門的政 策法規(guī)，在用動(dòng)態(tài)軸重汽車衡應(yīng)定期進(jìn)行周期檢定。 1 試驗(yàn)方法 動(dòng)態(tài)軸重汽車衡是一種對(duì)行駛中的機(jī)動(dòng)車進(jìn)行 動(dòng)態(tài)稱重的計(jì)量?jī)x器。它通過對(duì)車輛的各軸或軸組 分別進(jìn)行稱量，且能自動(dòng)累加軸（或軸組）的稱量 結(jié)果，從而確定該車輛的總質(zhì)量。 1.1 靜態(tài)試驗(yàn)方法 根據(jù) JJG 907-2006《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》 國家計(jì)量檢定規(guī)程的要求，當(dāng)動(dòng)態(tài)軸重汽車衡可通 過靜態(tài)稱量方式作為集成控制衡器來確定雙軸剛性 參考車輛單軸載荷約定真值時(shí)，應(yīng)首先對(duì)其進(jìn)行靜 態(tài)加載試驗(yàn)。當(dāng)靜態(tài)試驗(yàn)符合要求后，再依次對(duì)雙 軸剛性參考車輛的每個(gè)單軸進(jìn)行稱量，記錄每個(gè)單 軸載荷。當(dāng)兩個(gè)單軸都稱量后，即可計(jì)算兩個(gè)單軸 載荷之和——即車輛總質(zhì)量。根據(jù)該方法對(duì)車輛適 當(dāng)?shù)丶虞d及卸載，使軸載荷能覆蓋衡器的稱量范圍，
以確定靜態(tài)參考單軸載荷，并計(jì)算得到不同載荷狀 態(tài)下參考車輛整車總重的約定真值。 1.2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法 將已知總質(zhì)量的參考車輛按規(guī)定方向、規(guī)定勻 速車速下對(duì)動(dòng)態(tài)汽車衡進(jìn)行數(shù)次動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，獲得參 考車輛單軸載荷的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。通過計(jì)算得到的動(dòng)態(tài) 時(shí)車輛總質(zhì)量與靜態(tài)時(shí)確定的整車約定真值進(jìn)行比 較計(jì)算，便可確定動(dòng)態(tài)試驗(yàn)是否符合檢定規(guī)程的允 差要求。 動(dòng)態(tài)軸重汽車衡進(jìn)行靜態(tài)稱量測(cè)試不僅僅是為了 檢查計(jì)重秤臺(tái)的固有稱量特性，同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)計(jì)重 設(shè)備安裝維護(hù)是否良好，是否存在基坑污染、秤臺(tái)與 路基秤框擦靠現(xiàn)象，更是為了確保獲得參考車輛約定 真值有效性的前提條件。所以，動(dòng)態(tài)軸重汽車衡靜態(tài) 的準(zhǔn)確度不僅是對(duì)稱重設(shè)備本身準(zhǔn)確度的檢定，更是 對(duì)稱重設(shè)備安裝后的一種質(zhì)量驗(yàn)收手段。 2 基本原理和設(shè)計(jì) 根據(jù)目前高速公路收費(fèi)口所安裝的公路計(jì)重收 費(fèi)裝置——動(dòng)態(tài)軸重汽車衡（圖 1），其實(shí)際承載面 積較小，寬度只能適應(yīng)車輛每個(gè)單軸依次通過。
目前廣泛應(yīng)用的動(dòng)態(tài)軸重汽車衡的承載臺(tái)尺寸 一般為長(zhǎng)（3.2 m）×寬（0.8 m），超寬車道為長(zhǎng)（4.0 m） × 寬（0.8 m），承載臺(tái)面積約為 2.56 m2 和 3.2 m2。 而在靜態(tài)加載稱量試驗(yàn)時(shí)，通常采用傳統(tǒng) 1 t 的鎖形 大砝碼，其尺寸約為：長(zhǎng)（0.8 m）× 寬（0.6 m）× 高（0.52 m），底面積為 0.48 m2（圖 2）。在砝碼進(jìn)行 加、卸載過程中，往往會(huì)受限于砝碼自身高度和底 面積的因素，較難控制加載的高度和實(shí)現(xiàn)最大量程 的加載，且當(dāng)砝碼疊加過程中若重心不穩(wěn)，極易造 成傾斜和側(cè)翻等問題，存在較大的安全隱患。
圖 2 傳統(tǒng)鎖形大砝碼疊加示意圖
為了提高砝碼加載的安全系數(shù)和工作效率，并 適應(yīng)絕大多數(shù)產(chǎn)品試驗(yàn)的使用率，以承載面積最小 的動(dòng)態(tài)汽車衡產(chǎn)品作為參考，通過類似堆疊積木的 思路和方法，設(shè)計(jì)一塊專用砝碼平臺(tái)承載支架和兩 種不同外觀的扁形砝碼來實(shí)現(xiàn)疊加，既可有效降低 總的疊加高度來減小安全隱患，又可實(shí)現(xiàn)滿量程靜 態(tài)加載要求。 依據(jù) JJG 907-2006 中 6.3.1 條的要求，專用砝 碼平臺(tái)承載支架的設(shè)計(jì)總質(zhì)量應(yīng)滿足動(dòng)態(tài)軸重汽車 衡在初始置零調(diào)整范圍不大于最大秤量（Max）20% 的要求，使動(dòng)態(tài)汽車衡在初始置零狀態(tài)下，仍能滿 足開機(jī)示值顯示為零點(diǎn)，而不影響之后加、卸載的 砝碼示值準(zhǔn)確度。 專用砝碼平臺(tái)承載支架自重約 1.5 t，尺寸約為： 長(zhǎng)（2.6 m）× 寬（0.60 m）× 高（0.13 m），占地面 積均為 1.56 m2（如圖 3 所示）。
圖 3 砝碼平臺(tái)承載支架外觀
根據(jù)承載支架尺寸，兩種不同外觀的扁形砝碼 分別為 M 形和拱形，其標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量均為1 t。M 形尺 寸約為：長(zhǎng)（1.0 m）×寬（0.70 m）×高（0.25 m）； 拱 形 尺 寸 約 為： 長(zhǎng)（1.0 m）× 寬（0.70 m）× 高 （0.27 m）；占地面積均為 0.70 m2（圖 4、圖 5）。
通過組合疊加的方式，將 3 個(gè) M 形砝碼分別扣 在專用砝碼承載支架上進(jìn)行組合疊加，不僅可在承 載支架的同一水平面上加載 3 個(gè) 1 t 扁形砝碼，也使 扁形砝碼有效利用支架橫向的上、下空間而向外伸 展，降低了砝碼疊加的高度。通過合理的疊加，可 實(shí)現(xiàn)所需量程范圍的加載。疊加俯視圖， 疊加俯視示意圖 通過最終組合疊加的方式，再根據(jù)實(shí)際稱量要求 加載至所需砝碼量。由于拱形砝碼扣在砝碼支架上， 其伸展部分與地面脫離并不接觸，且脫離地面高度也僅 約2.5 cm，當(dāng)加載不穩(wěn)可能出現(xiàn)傾斜時(shí)，兩邊伸展部分 也可起到一定緩沖支撐的作用。疊加側(cè)視圖，如圖7所示。
平調(diào)整上。反射光被固定的位置探測(cè)器接收，由于 旋轉(zhuǎn)軸沿豎直方向，假設(shè)平面鏡反射面絕對(duì)水平， 則接收到的反射光位置不發(fā)生變化，即輸出位移不 變；如果反射面與豎直方向有夾角，則輸出信號(hào)在 二維平面內(nèi)成一橢圓軌跡。 這樣，利用電子水平儀和平面鏡反射面，可以 方便測(cè)量激光上下入射的應(yīng)用場(chǎng)合，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 旋轉(zhuǎn)軸豎直狀態(tài)；激光器出射光束由下往上傾斜入 射至平面鏡反射面上，輸出信號(hào)，調(diào)整傾角臺(tái)傾角， 使得在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)由平面鏡反射出來，輸出的 光點(diǎn)位置在一定范圍內(nèi)維持不變。 利用高精度電子水平儀實(shí)現(xiàn)平面鏡反射面水平 調(diào)整的裝置，由于反射面平面度可以加工良好，而 平面鏡的一大特點(diǎn)是垂直入射其表面的光束將原路 返回，因此利用該反射面作為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可應(yīng)用于 對(duì)激光光束在豎直方向的準(zhǔn)直。這種方法傳遞至平 面鏡的反射面上，實(shí)驗(yàn)得到平面鏡水平傾角小于 30 μrad，從而實(shí)現(xiàn)一種平面鏡反射面作為參考級(jí)水平 基準(zhǔn)的調(diào)整。用平面鏡克服了液面參考的局限性， 尤其是對(duì)于激光光束豎直向上入射的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了
一種更高精度的水平參考。 4 結(jié)語 水平儀從過去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現(xiàn)在的電子 水平儀，是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作 為一種檢測(cè)工具，它已成為橋梁鐵路、土木工程、 航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少 的重要計(jì)量?jī)x器。電子水平儀是一種非常準(zhǔn)確的測(cè) 量小角度的檢測(cè)工具，不僅可以測(cè)量被測(cè)平面的平 面度、直線度等參數(shù)，還可以結(jié)合光學(xué)等方法，獲 得更多的測(cè)量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)相對(duì)于水平位置的傾斜度 的測(cè)量，得到準(zhǔn)確的水平基準(zhǔn)面。在機(jī)械測(cè)量及光 機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用中占有重要地位，研究性 能精度更好的電子水平儀具有重要意義。
