JJF 1489-2014 四轮定位仪校准装置校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 4 8 92 0 1 4四轮定位仪校准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rC a l i b r a t i o nD e v i c e so fF o u r-w h e e lA l i g n e r 2 0 1 4-0 8-2 5发布2 0 1 4-1 1-2 5实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局四轮定位仪校准装置校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rC a l i b r a t i o nD e v i c e so fF o u r-w h e e lA l i g n e rJ J F1 4 8 92 0 1 4 归 口 单 位:全国法制计量管理计量技术委员会 主要起草单位:吉林省计量科学研究院贵州省计量测试院上海市汽车运输科学技术研究所 参加起草单位:吉林大学 本规范委托全国法制计量管理计量技术委员会负责解释J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:房法成(吉林省计量科学研究院)王 勇(贵州省计量测试院)郑文清(上海市汽车运输科学技术研究所)参加起草人:闫有余(吉林省计量科学研究院)黄 雷(吉林省计量科学研究院)邵承会(吉林大学)J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 车辆支承平面(简称X平面)(1)3.2 车辆纵向对称平面(简称Y平面)(1)3.3 单轮前束(角)(1)3.4 主销内倾(2)3.5 主销后倾(2)3.6 车轮外倾(2)4 概述(2)5 计量特性(2)5.1 零位(2)5.2 示值(3)6 校准条件(4)6.1 环境条件(4)6.2 测量标准及其他设备(4)7 校准项目和校准方法(4)7.1 校准项目(4)7.2 校准方法(5)8 校准结果表达(9)8.1 校准数据处理(9)8.2 校准证书(9)8.3 校准结果的不确定度评定(9)9 复校时间间隔(9)附录A 专用反射镜(1 0)附录B 推荐的校准证书内容(1 1)附录C 原始记录格式(1 2)附录D 校准装置角度示值误差校准结果的不确定度评定实例(1 5)J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局引 言本规范以J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示和J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则为基础性系列规范进行制定。本规范主要参考J T/T5 0 5 四轮定位仪等编制而成。本规范为首次制定。J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局四轮定位仪校准装置校准规范1 范围本规范适用于四轮定位仪校准装置(不适用四轮定位仪专用校准架)的校准。本规范规定了四轮定位仪校准装置的计量特性、校准条件和校准方法。2 引用文件本规范引用下列文件:J J G2 0 22 0 0 7 自准直仪J J F1 1 5 4 四轮定位仪校准规范G B/T3 7 3 0.3 汽车和挂车的术语及其定义 车辆尺寸J T/T5 0 5 四轮定位仪凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位J J F1 0 0 12 0 1 1、G B/T3 7 3 0.3中界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1 车辆支承平面(简称X平面)s u p p o r tp l a n eo fv e h i c l e测量车辆尺寸参数时,用于支承车轮的平坦、坚实的水平面。G B/T3 7 3 0.3,2.13.2 车辆纵向对称平面(简称Y平面)l o n g i t u d i n a lp l a n eo f s y mm e t r yo fv e h i c l e线段A B的垂直平分平面。A和B两点为通过同一轴上两端车轮轴线的X平面的垂面同车轮中心平面的交线与X平面的交点(见图1)。G B/T3 7 3 0.3,2.4图1 车辆纵向对称平面图2 主销内倾3.3 单轮前束(角)i n d i v i d u a lw h e e l t o e-i n(a n g l e)每一车轮的旋转平面相对汽车纵向轴线(几何中心线)在水平面内的夹角。车轮前端偏向纵向轴线方向为正,反之为负。1J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局注:单轮前束通过公式(1)计算。l=Ds i n(1)式中:l 单轮前束值,mm;D 车轮前束测量点所处的直径,mm;单轮前束角,()。3.4 主销内倾 k i n g p i n i n c l i n a t i o n如图2所示,在同时垂直于Y和X平面的平面内,由真实的或假想的转向主销的轴线 在 该 平 面 上 的 投 影 与X平 面 的 垂 线 所 构 成 的 锐 角,一 般 用 符 号表 示。G B/T3 7 3 0.3,3.2 63.5 主销后倾 c a s t e r如图3所示,过车轮中心的铅垂线和真实(或假想)的转向主销轴线在Y平面的投影线所夹锐角,一般用符号表示。G B/T3 7 3 0.3,3.2 9图3 主销后倾图4 车轮外倾3.6 车轮外倾 c a m b e ra n g l e在过车轮轴线且垂直于X平面的平面内,车轮轴线与水平线之间所夹锐角,一般用符号表示。如图4所示。G B/T3 7 3 0.3,3.2 54 概述四轮定位仪校准装置(以下简称校准装置)用于四轮定位仪的校准,一般由角度调节装置、角度测量传感器、数据处理单元和显示单元等部件组成,可实现对四轮定位仪的前束、车轮外倾、主销内倾、主销后倾等参数的零位校准和示值校准。5 计量特性5.1 零位5.1.1 校准装置前后定位轴线平行度(如图5所示):一般不超过2。5.1.2 校准装置左右定位轴线水平方向和铅垂方向平行度(如图6、图7所示):一般不超过2。5.1.3 主销倾角零位:主销倾角零位误差一般不超过2。2J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局图5 校准装置前后定位轴线平行度示意图图6 校准装置左右定位轴线水平方向平行度示意图图7 校准装置左右定位轴线铅垂方向平行度示意图5.2 示值5.2.1 测量范围a)外倾角:一般为-1 0 1 0;b)前束角:一般为-3 3;c)主销内倾角:一般为-5 2 3;d)主销后倾角:一般为-1 5 1 5。5.2.2 示值误差a)外倾角:一般不超过1;b)前束角:一般不超过1;c)主销内倾角:当主销后倾角为零时,一般不超过3;当主销后倾角不为零时,一般不超过4;3J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局d)主销后倾角:当主销内倾角为零时,一般不超过3;当主销内倾角不为零时,一般不超过4。注:以上所有指标不是用于合格性判别,仅提供参考。6 校准条件6.1 环境条件a)温度:(04 0);b)相对湿度:不大于8 5%;c)校准应在周围污染、振动、电磁干扰对校准结果无影响的环境下进行。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 自准直仪满足J J G2 0 22 0 0 7 自准直仪规定的3级技术要求。6.2.2 角度测量仪a)电子角度仪:测量范围不少于2 5;最大允许误差:1 5。b)或D J 6级经纬仪,或其他角度传感器。6.2.3 条式水平仪分度值:0.0 5mm/10 0 0mm。6.2.4 专用反射镜a)平行反射镜;b)垂直反射镜。具体要求见附录A。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目校准装置的校准项目见表1。表1 校准装置校准项目一览表序号校 准 项 目123零位前后定位轴线平行度左右定位轴线水平(铅垂)方向平行度主销倾角零位4567891 01 1示值主销内倾角主销后倾角外倾角前束角测量范围示值误差测量范围示值误差测量范围示值误差测量范围示值误差4J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局7.2 校准方法校准应在校准装置各定位轴上分别加载约5k g配重,并调至水平后进行。7.2.1 零位前束零位的校准可通过对前后定位轴线平行度和左右定位轴线水平方向平行度的校准来实现;车轮外倾零位的校准可通过左右定位轴线铅垂方向平行度的校准来实现。7.2.1.1 前后定位轴线平行度a)如图8所示,将平行反射镜定位孔安装到左边前(或后)定位轴上,用自准直仪垂直对准平行反射镜的镜面(可微动自准直仪或平行反射镜),使反射十字线像处于视窗正中。用固定螺钉将平行反射镜镜座固定,通过自准直仪测微目镜的调节使反射像处于“零点”,读取自准直仪测微鼓轮水平方向示值“A0”。此时保持自准直仪固定不动,将平行反射镜定位孔安装到左边后(或前)定位轴上,微转平行反射镜,使反射像处于视窗中(尽量处于中间位置)。再旋转自准直仪测微鼓轮使反射像再次处于“零点”,读取自准直仪测微鼓轮水平方向示值“A1”,则左边前后定位轴的轴线平行度按公式(2)计算。图8 用自准直仪校准前后定位轴线平行度示意图P Z=|A1-A0|(2)式中:P Z 左边前后定位轴的轴线平行度,();A0 平行反射镜定位孔安装到左边前(或后)定位轴时,自准直仪对零后测微鼓轮水平方向示值,();A1 平行反射镜定位孔安装到左边后(或前)定位轴时,自准直仪对零后测微鼓轮水平方向示值,()。b)按a)校准右边前后定位轴的轴线平行度。7.2.1.2 左右轴线平行度a)如图9所示,将垂直反射镜的镜座定位孔安装到前端左(或右)定位轴上,用自准直仪垂直对准垂直反射镜的镜面(可微动自准直仪或垂直反射镜),使反射十字线像处于视窗正中。用固定螺钉将垂直反射镜镜座固定,通过自准直仪测微目镜的调节使反射像处于“零点”,读取自准直仪测微鼓轮水平方向示值“B0”和铅垂方向示值“C0”。此时保持自准直仪固定不动,将垂直反射镜的镜座定位孔安装到前端右(或左)定位轴上,微转垂直反射镜,使反射像处于视窗中(尽量处于中间位置)。再旋转自准5J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局直仪测微鼓轮使反射像再次处于“零点”,读取自准直仪测微鼓轮水平方向示值“B1”和铅垂方向示值“C1”。图9 用自准直仪校准左右定位轴轴线平行度示意图 前端左右边定位轴的轴线水平方向平行度按公式(3)计算。P Q=|B1-B0|(3)式中:P Q 前端左右边定位轴的轴线水平方向平行度,();B0 平行反射镜定位孔安装到前端左(或右)边定位轴时,自准直仪对零后测微鼓轮水平方向示值,();B1 平行反射镜定位孔安装到前端右(或左)边定位轴时,自准直仪对零后测微鼓轮水平方向示值,()。前端左右边定位轴的轴线铅垂方向平行度按公式(4)计算。PW=|C1-C0|(4)式中:PW 前端左右边定位轴的轴线铅垂方向平行度,();C0 平行反射镜定位孔安装到前端左边定位轴时,自准直仪对零后测微鼓轮铅垂方向示值,();C1 平行反射镜定位孔安装到前端右(或左)边定位轴时,自准直仪对零后测微鼓轮铅垂方向示值,()。b)按a)校准后端左右定位轴的轴线水平方向和铅垂方向平行度。7.2.1.3 主销倾角零位将角度测量仪安置于模拟转向节轴(或者转动主销端面)上,旋转9 0,记录角度测量仪读数变化,取绝对值最大者作为主销倾角零位误差。7.2.2 示值7.2.2.1 测量范围调整校准装置在正常工作状态,分别对左右轮的主销后倾角、主销内倾角及车轮外倾角与前束的测量范围进行检查。7.2.2.2 主销内倾角示值误差a)调节“主销后倾角调节装置”使主销后倾角为零。将角度测量仪垂直于纵向平面安置。调节“主销内倾角调节装置”使主销内倾角校准平台水平(即角度测量仪的角6J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局度示值为“0”),同时将校准装置主销内倾角显示部分置零。调节“主销内倾角调节装置”至主销内倾角校准点(在其测量范围-5 2 3 内均匀选取5个校准点),读取角度测量仪示值,按公式(5)计算主销内倾角示值误差。i=i-0i(5)式中:i 第i测量点(i=1,2,3,4,5),校准装置主销内倾角示值误差,();i 第i测量点,校准装置主销内倾角示值,();0i 第i测量点,角度测量仪的角度示值,()。b)调节“主销后倾角调节装置”至主销后倾角校准点(在主销后倾角量程的二分之一以上任选2个角度值)。将角度测量仪垂直于纵向平面安置,调节“主销内倾角调节装置”使主销内倾角校准平台在垂直于纵向平面的方向上处于水平(即角度测量仪的角度示值为“0”),同时将校准装置主销内倾角显示部分置零。调节“主销内倾角调节装置”,至校准装置主销内倾角的角度示值分别为5、1 0 时,读取角度测量仪示值,按公式(6)计算固定主销后倾时主销内倾角的示值误差。i=i-0i(6)式中:i 固定主销后倾时,第i测量点(i=1,2),校准装置主销内倾角示值误差,();i 固定主销后倾时,第i测量点,校准装置主销内倾角示值,();0i 固定主销后倾时,第i测量点,角度测量仪的角度示值,()。7.2.2.3 主销后倾角示值误差a)调节“主销内倾角调节装置”使主销内倾角为零。将角度测量仪平行于纵向平面放置。调节“主销后倾角调节装置”使主销后倾角校准平台水平(即角度测量仪的角度示值为“0”),同时将校准装置主销后倾角显示部分置零。调节“主销后倾角调节装置”至主销后倾角校准点(在其测量范围-1 5 1 5 内均匀选取5个校准点),读取角度测量仪示值,按公式(7)计算主销后倾角示值误差。i=i-0i(7)式中:i 第i测量点(i=1,2,3,4,5),校准装置主销后倾角示值误差,();i 第i测量点,校准装置主销后倾角示值,();0i 第i测量点,角度测量仪的角度示值,()。b)调节“主销内倾角调节装置”至主销内倾角校准点(在主销内倾角量程的二分之一以上任选2个角度值)。将角度测量仪平行于纵向平面放置,调节“主销后倾角调节装置”使主销后倾角校准平台在平行于纵向平面的方向上处于水平(即角度测量仪的角度示值为“0”),同时将校准装置主销后倾角显示部分置零。调节“主销后倾角调节装置”,至校准装置主销后倾角的角度示值分别为5、1 0 时,读取角度测量仪示值,按公式(8)计算固定主销内倾时主销后倾角的示值误差。7J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局i=i-0i(8)式中:i 固定主销内倾时,第i测量点(i=1,2),校准装置主销后倾角示值误差,();i 固定主销内倾时,第i测量点,校准装置主销后倾角示值,();0i 固定主销内倾时,第i测量点,角度测量仪的角度示值,()。7.2.2.4 车轮外倾角示值误差角度测量仪安置在校准装置外倾角的轴(套)上。调节“外倾角调节装置”使校准外倾角的轴(套)至水平(即角度测量仪的角度示值为“0”),同时将校准装置外倾角显示部分置零。调节“外倾角调节装置”至外倾角校准点(在其测量范围-1 0 1 0 内均匀选取5个校准点),读取角度测量仪示值,按公式(9)计算主销外倾角示值误差。i=i-0i(9)式中:i 第i测量点(i=1,2,3,4,5),校准装置外倾角示值误差,();i 第i测量点,校准装置外倾角示值,();0i 第i测量点,角度测量仪的角度示值,()。7.2.2.5 前束角示值误差a)使用角度测量仪进行校准将校准装置前束角校准部分调整至校准状态,角度测量仪安置在校准前束角的轴(套)上。调节“前束角调节装置”使校准前束角的轴(套)至水平(即角度测量仪的角度示值为“0”),同时将校准装置前束角显示部分置零。调节“前束角调节装置”至前束角校准点(在其测量范围-3 3 内均匀选取5个校准点),读取角度测量仪示值,按公式(1 0)计算前束角示值误差。i=i-0i(1 0)式中:i 第i测量点(i=1,2,3,4,5),校准装置前束角示值误差,();i 第i测量点,校准装置前束角示值,();0i 第i测量点,角度测量仪的角度示值(或者经纬仪水平转角值),()。b)使用经纬仪进行校准经纬仪用专用连接座安置在前束角旋转轴上,调平经纬仪,并使经纬仪竖轴处在单轮前束角的旋转中心上。用经纬仪瞄准1 0m以上距离的参考目标,并将校准装置的单轮前束角置零,读取经纬仪水平角度值。调节“前束角调节装置”,使单轮前束角驱动轴带动经纬仪转过某一设定角度后(在其测量范围-3 3 内均匀选取5个校准点),逆向转动经纬仪重新瞄准参考目标,读取经纬仪水平角度值,记录经纬仪两次水平角度差。按公式(1 0)计算单轮前束角示值误差。8J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局8 校准结果表达8.1 校准数据处理所有的数据应先计算、后修约,出具的校准数据均保留到()。8.2 校准证书校准装置经校准后出具校准证书,校准证书应包括的信息见附录B,推荐的校准记录格式见附录C。8.3 校准结果的不确定度评定校准装置角度示值误差校准结果的不确定度按J J F1 0 5 9.1评定,其不确定度评定实例见附录D。9 复校时间间隔校准装置复校时间间隔建议为1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。9J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录A专用反射镜A.1 平行反射镜平行反射镜指“平面反射镜”镜面与“固定镜座定位V形槽”轴线相互平行。如图A.1所示。图A.1 平行反射镜A.2 垂直反射镜垂直反射镜指“平面反射镜”镜面与“固定镜座定位V形槽”轴线相互垂直。如图A.2所示。图A.2 垂直反射镜01J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录B推荐的校准证书内容B.1 校准证书至少应包括以下信息:1.标题:校准证书;2.实验室名称和地址;3.进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准);4.证书或报告编号、页码及总页数;5.送校单位的名称和地址;6.被校准仪器名称:四轮定位仪校准装置;7.被校准四轮定位仪校准装置的制造商、型号规格及编号;8.校准所使用的计量标准名称及有效期;9.本规范的名称及编号和对本规范的任何偏离、增加或减少的说明;1 0.校准时的环境情况;1 1.校准项目的校准结果;1 2.示值误差校准结果的测量不确定度;1 3.校准人签名,核验人签名,批准人签名;1 4.校准证书签发日期;1 5.复校时间间隔的建议;1 6.未经校准实验室书面批准,不得部分复制校准证书的声明。11J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录C原始记录格式原始记录格式见表C.1。表C.1 原始记录格式委托单位地 址被校仪器信息样品名称型号规格出厂编号制 造 厂状况测量标准设备名称/型号规格测量范围准确度等级/编号检定单位/检定证书号有效期至校准信息校准依据校准地点结果不确定度环境条件温 度:相对湿度:%委托日期校准日期校准人员核验人员校准项目平行度()零位前后轴线平行度P Z左右前后差值前后差值左右轴线水平方向平行度P Q前后左右差值左右差值21J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局表C.1(续)零位左右轴线铅垂方向平行度PW前后左右差值左右差值主销倾角零位示值测量范围前左外倾角前束角主销内倾角主销后倾角前右外倾角前束角主销内倾角主销后倾角后左外倾角前束角后右外倾角前束角示值误差前左前右主销内倾角主销后倾角外倾角前束角主销内倾角标准值校准装置示值差值标准值固定后倾固定后倾校准装置示值差值 标准值校准装置示值差值标准值固定内倾固定内倾校准装置示值差值 标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值31J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局表C.1(续)示值误差前右后左后右主销内倾角主销后倾角外倾角前束角外倾角前束角外倾角前束角标准值固定后倾固定后倾校准装置示值差值 标准值校准装置示值差值标准值固定内倾固定内倾校准装置示值差值 标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值标准值校准装置示值差值41J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局附录D校准装置角度示值误差校准结果的不确定度评定实例D.1 概述D.1.1 测量对象:分辨力为1 的四轮定位仪校准装置。D.1.2 校准用标准器具:最大允许误差为1 5 的电子角度仪。D.1.3 测量过程校准装置一般由角度调节装置、角度测量传感器、数据处理单元和显示单元等部件组成,通过角度测量传感器经计算机处理并显示各测量角度值。在此以前束角为例,外倾角、主销内倾角和主销后倾角方法与之相同。角度测量仪安置在校准前束角的轴套上。调节“前束角调节装置”使校准前束角的轴套至水平(即角度测量仪的角度示值为“0”),同时将校准装置前束角显示部分置零。调节“前束角调节装置”,使校准装置前束角为某一角度时,读取角度测量仪示值,计算示值误差。D.2 测量模型=a-b(D.1)式中:被校校准装置的角度示值误差,();a 校准装置前束角示值,();b 角度测量仪示值,()。D.3 不确定度传播率u2()=c21u2(a)+c22u2(b)灵敏系数c1=a=1,c2=b=-1D.4 各输入量的标准不确定度评定D.4.1 校准装置前束角示值引入的标准不确定度(1)测量结果重复性引入的标准不确定度测量结果重复性可以采用A类评定方法进行评定。在相同的条件下,选取前束角任一角度值,对其测量1 0次,测得的前束角示值误差为3 4、9、2 2、2 4、2 8、1 4、2 9、3 1、3 9、1 1,得单次试验标准差s(a)。s(a)=1 0.1所以测量结果重复性引入的标准不确定度为:u1(a)=s(a)=1 0.1(2)校准装置分辨力引入的标准不确定度计算机显示单元的分辨力为1,分布区间半宽为0.5。按均匀分布处理,其引入的标准不确定度为:51J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局u2(a)=0.5/3=0.3 两者取大者作为校准装置前束角示值引入的标准不确定度为:u(a)=1 0.1D.4.2 角度测量仪测量值引入的标准不确定度(1)角度测量仪示值误差引入的标准不确定度分量角度测量仪最大允许误差为:1 5,按均匀分布处理,其引入的标准不确定度为:u1(b)=1 5/3=8.7(2)角度测量仪放置位置引入的标准不确定度分量根据理想状态,每次角度测量仪的放置都必须一致,才能正确反应被测量,实际上难以绝对一致。根据实验,估计其每次安置的最大偏差为5,按均匀分布处理,其引入的标准不确定度为:u2(b)=5/3=2.9(3)角度测量仪分辨力引入的标准不确定度分量角度测量仪分辨力为5,分布区间半宽为2.5。按均匀分布处理,由此引入的标准不确定度为:u3(b)=2.5/3=1.5 以上几项分量互不相关,合成标准不确定度为:u(b)=8.72+2.92+1.52=9.3 D.5 标准不确定度分量标准不确定度分量见表D.1。表D.1 标准不确定度分量一览表序号来 源符号标准不确定度灵敏系数ci|ci|u(x)1校准装置前束角示值引入的标准不确定度u(a)1 0.1 11 0.1 2角度测量仪测量值引入的标准不确定度u(b)9.3-19.3 D.6 合成标准不确定度以上各输入量互不相关,所以合成标准不确定度为:uc=u2(a)+u2(b)=1 3.8 D.7 扩展不确定度取包含因子k=2,则:U=uck=1 4 2=2 8 角度示值误差校准结果的扩展不确定度为:U=2 8,k=2。61J J F1 4 8 92 0 1 4市场监管总局市场监管总局