机动车轮胎花纹深度自动测量仪校准方法研究

张洪宝; 郑晓晓; 江鲲

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0006

机动车轮胎花纹深度自动测量仪校准方法研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0006

上海市计量测试技术研究院，上海 200234

基金项目: 上海市市场监督管理局2022年度地方规范项目

详细信息

作者简介:
张洪宝（1990-），上海市计量测试技术研究院工程师，研究方向：车检设备计量,邮箱：zhanghb@simt.com.cn

通讯作者:
江鲲（1977-），上海市计量测试技术研究院工程师，研究方向：计量管理、车检设备计量，邮箱：jiangk@simt.com.cn

中图分类号: TB921
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2023-01-05
- 录用日期: 2023-02-21
- 修回日期: 2023-02-13
- 网络出版日期: 2023-03-10
- 刊出日期: 2023-02-18

Research on Calibration Method of Automatic Measuring Instrument for Automobile Tyre Tread Depth

Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology, Shanghai 200234, China

摘要

摘要: 为保障机动车轮胎花纹深度自动测量仪的量值统一和准确可靠，提出了一种机动车轮胎花纹深度自动测量仪的校准方法。阐述了轮胎花纹深度的测量原理，提出了校准装置的技术方案，论证了校准装置的技术指标和溯源方法。通过对校准方法分析和试验研究，试验结果表明测量仪示值误差满足MPE：±0.10 mm，校准方法合理、可操作性强；经评定不确定度U = 0.03 mm（k = 2）。最后，通过比对试验和数据分析，花纹深度测量值示值误差满足验证要求，校准方法得到验证。
- 计量学 /
- 机动车 /
- 轮胎花纹深度 /
- 自动测量仪 /
- 校准 /
- 不确定度
Abstract: To ensure the uniformity, accuracy, and reliability of automatic measuring instruments for motor vehicle tyre tread depth, a calibration method is proposed. Firstly, the calibration status both domestically and internationally is introduced, followed by describing the measuring principle for tyre tread depth. The technical scheme of the calibration device is then proposed, and the technical indicators and traceability methods of the calibration device are demonstrated. In addition, through analysis and experimental research on the calibration method, the test results show that the measuring instrument indication error meets MPE: ±0.10 mm, and the calibration method is reasonable and operable. An uncertainty evaluation reveals U = 0.03 mm (k = 2). Finally, a comparison test and data analysis show that the maximum difference modulus of the measured value of the tread depth indication error meets verification requirements, thus verifying the calibration method.
- metrology /
- vehicle /
- tyre tread depth /
- automatic measuring instrument /
- calibration /
- uncertainty

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图 1 轮胎花纹深度槽测量模型

Figure 1. Measurement model of tyre tread depth groove

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图 2 校准装置三维点云测量模型

Figure 2. Three-dimensional point measurement model of the calibration device

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图 3 校准装置示意图

Figure 3. Schematic diagram of the calibration device

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图 4 校准装置的溯源图

Figure 4. Schematic diagram of the traceability of the calibration device

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图 5 校准过程示意图

Figure 5. Schematic diagram of the calibration process

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表 1 示值误差试验数据

Table 1. Test data of indication error /mm

标准值	台	示值			示值平均值	示值误差
标准值	台	1	2	3	示值平均值	示值误差
0.84	左	0.89	0.88	0.88	0.88	0.04
0.84	右	0.91	0.84	0.86	0.87	0.03
1.64	左	1.71	1.72	1.69	1.71	0.07
1.64	右	1.69	1.71	1.74	1.71	0.07
3.26	左	3.38	3.37	3.34	3.36	0.10
3.26	右	3.35	3.36	3.35	3.35	0.09
10.01	左	9.97	9.96	9.96	9.96	−0.05
10.01	右	9.99	9.99	9.96	9.98	−0.03
24.81	左	24.78	24.77	24.69	24.75	−0.06
24.81	右	24.68	24.79	24.72	24.73	−0.08

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表 2 测量不确定度分量

Table 2. Measurement uncertainty components /mm

标准值	不确定度分量				${u_{\rm{c}}}$	$ U $（k=2）
标准值	$ {u_1} $	$ {u_2} $	$ {u_3} $	$ {u_0} $	${u_{\rm{c}}}$	$ U $（k=2）
0.84	0.010	0.0029	0.0017	0.005	0.0113	0.03
1.64	0.012	0.0029	0.0017	0.005	0.0131	0.03
3.26	0.013	0.0029	0.0017	0.005	0.0140	0.03
10.01	0.013	0.0029	0.0017	0.005	0.0140	0.03
24.81	0.014	0.0029	0.0017	0.005	0.0150	0.03

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表 3 比对试验数据

Table 3. Comparison test data /mm

校准点	台	示值误差		比对结果 $ \left\| {{y_1} - {y_2}} \right\| $
校准点	台	A套$ （{y}_{1}） $	本装置$ （{y}_{2}） $	比对结果 $ \left\| {{y_1} - {y_2}} \right\| $
0.8	左	0.03	0.04	0.01
0.8	右	0.03	0.03	0.00
1.6	左	0.05	0.07	0.02
1.6	右	0.06	0.07	0.01
3.2	左	0.11	0.10	0.01
3.2	右	0.10	0.09	0.01
10	左	−0.02	−0.04	0.02
10	右	−0.02	−0.03	0.01
25	左	−0.06	−0.06	0.00
25	右	−0.07	−0.08	0.01

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