【摘要】 本文首先介绍了汽车关门速度测量仪的用途与基本原理，接着本文研究了汽车关门速度测量仪的校准内容与校准方法，并且对检测结果的示值误差进行了不确定度分析与评定，其不确定度主要影响因素包括被校汽车关门速度测量仪示值重复性以及校准用标准器所引入的不确定度分量。

【关键词】 汽车关门速度测量仪;校准方法;示值误差;不确定度评定

Abstract： This paper first introduces the purpose and basic principle of car door closing speed measuring instrument， then this paper studies the car door closing speed measuring instrument calibration content and the calibration method， and analysis the results of the indication error and uncertainty evaluation. The main factors affecting the uncertainty include the repeatability of the measuring instrument and the uncertainty component introduced by the calibration standard.

Key words： car door closing speed measuring instrument;calibration method;indication error;uncertainty evaluation

汽车关门速度测量仪是用来检测车门、发动机盖及行李箱盖的关闭速度，从而检测汽车车门是否正确关闭的仪器。汽车关门速度对于车锁寿命来说是一个十分重要的参数，国内各大汽车厂在试车阶段通过关门速度检测仪对车门关闭力达到的最佳状态进行检测。该仪器广泛应用于汽车制造厂、科研实验室等场所。

大部分汽车关门速度检测仪为光电原理，通常将关门速度检测仪通过吸盘固定在车身外侧，且安装时要注意其不要对车门的开关造成干扰。将光电传感器对准汽车车门从而实现对车门关闭时的瞬时速度进行测量。目前，我国尚未出台有关汽车关门速度测量仪的检测方法及校准规范，各计量院所主要依据各自起草的校准方法对其进行校准。

1 校准方法的研究

1.1 环境条件

温度范围：（10-30） ℃;相对湿度：不大于90%。

1.2 标准器

钢卷尺：MPE：±0.1%;

时间间隔脉冲表：U=0.001s，k=2。

1.3 校准方法

汽车关门速度测量仪是根据光电原理，在被测车门内侧放置一反光标识，光电传感器在接收到反光标识后会产生一组脉冲信号。车门在关闭过程中，两组光电传感器依次接收到反光标识产生的脉冲信号，并通过内部晶振作为时间基准来测量两组信号间的时间差，由于汽车关门速度测量仪内部两组传感器的距离固定，从而实现了对汽车关门速度的测量。

本文根据用户对校准点的选择，对汽车关门速度测量仪的瞬时速度进行校准。将两个漫反射式光电传感器与时间间隔脉冲表连接，并与关门速度测量仪放置在被测反光标识的同一侧。当被测反光标识从一端移动到另一端时，每当到达一个光电传感器，时间间隔脉冲表将收到一定幅值的电压脉冲信号，收到两组脉冲信号的时间间隔即为被测反光标识通过两个光电传感器所需的时间。用钢卷尺测量两个光电传感器之间的距离，通过计算得到被测反光标识的运行速度。另一方面，汽车关门速度测量仪同时对该反光标识的速度进行测量。

2 示值误差的不确定度分析

对于汽车关门速度测量仪的校准，其示值误差不确定度的引入主要有两方面因素，分别为测量结果的重复性及由标准器自身引入的不确定度。

2.1 测量方法

依据上述汽车关门速度测量仪校准方法进行测量。

2.2 测量模型

其中：[Δv]——为速度示值误差，单位为m/s;

v——为汽车关门速度测量仪速度测量值，单位为m/s;

s——为两光电传感器间的距离，单位为m;

t——为两组脉冲间隔时间，单位为s。

2.3 合成不确定度

上式中，[u（s）]为距离测量引入的不确定度，[u（t）]为时间测量引入的不确定度，[u（v）]为示值重复性引入的不确定度。

2.4 不确定度来源分析

2.4.1 距离的不确定度[u（s）]评定

距离不确定度包括测量重复性[u1（s）]与标准器引入的不确定度[u2（s）]。

由于对每一检测点做3次校准，本文用极差法评定重复性引入的不确定度，用钢卷尺测量两个漫反射光电传感器间的距离，取3次测量平均值作为测量结果，测量数据为0.10 m，0.11 m，0.10 m，计算结果如下所示：

2.4.2 时间的不确定度[u（t）]评定

运行时间的不确定度包括时间测量重复性引入的不确定度[u1（t）]以及由标准器时间间隔脉冲表引入的时间不确定度[u2（t）]。

由于对每一检测点做3次校准，本文用極差法评定重复性不确定度，方法是用时间间隔脉冲表测量3次取平均值的方法测量被测标识运行时间，测量数据为0.101 s、0.102 s、0.100 s，得单次实验标准差s为：

2.4.3 汽车关门速度测量仪重复性引入的不确定度[u（v）]评定。

同样，用极差法评定汽车关门速度测量仪测量结果的不确定度，测量3次数据为0.99 m/s、0.98 m/s、0.99 m/s，得单次实验标准差s为：

2.5 标准不确定度汇总（见表1）

2.6 扩展标准不确定度的评定

汽车关门速度测量仪示值误差的扩展不确定度为U=k[uc]=0.07m/s，k=2。

3 结语

本文介绍了汽车关门速度测量仪的用途与基本原理，并对汽车关门速度测量仪的校准方法进行了研究，并通过实际例子对校准结果的不确定度进行了分析与评定。有效的检测方法将更合理及准确的对汽车关门速度测量仪进行溯源，为汽车生产企业保驾护航，为计量同行的校准工作提供参考。

【参考文献】

[1] 董泓.汽车门锁寿命试验中关门速度的测试方法[C].河南省汽车工程学会.第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集（下）.河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2011：117-118.

[2] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[S].

[3] 倪育才.实用测量不确定度评定（第5版）[M].北京：中国质检出版社.2016：155.

【作者简介】魏伟力（1983-），男，工程师，硕士，研究方向为声学、振动。