伴随着公路运输业的快速发展，近年来我国道 路运输货车超载现象较为普遍，车辆在超载的情况 下行驶，是造成公路加速损坏、引发交通事故的一 个重要原因。公路计重收费是我国目前正在推广的 一项公路收费政策，也是我国治理超限超载的一项 有效措施。特别是超载严重的货运车辆，它以货车 的实际载荷总质量为依据实行计重收费，不仅更好 地体现了社会公平，也使交通管理部门根据超重程 度进行经济处罚，成为治理超限超载的一种有效手 段，而动态轴重汽车衡便是实现计量收费的核心技 术设备，按照 JJG 907-2006《动态公路车辆自动衡器》 国家计量检定规程以及道路交通管理相关部门的政 策法规，在用动态轴重汽车衡应定期进行周期检定。 1 试验方法 动态轴重汽车衡是一种对行驶中的机动车进行 动态称重的计量仪器。它通过对车辆的各轴或轴组 分别进行称量，且能自动累加轴（或轴组）的称量 结果，从而确定该车辆的总质量。 1.1 静态试验方法 根据 JJG 907-2006《动态公路车辆自动衡器》 国家计量检定规程的要求，当动态轴重汽车衡可通 过静态称量方式作为集成控制衡器来确定双轴刚性 参考车辆单轴载荷约定真值时，应首先对其进行静 态加载试验。当静态试验符合要求后，再依次对双 轴刚性参考车辆的每个单轴进行称量，记录每个单 轴载荷。当两个单轴都称量后，即可计算两个单轴 载荷之和——即车辆总质量。根据该方法对车辆适 当地加载及卸载，使轴载荷能覆盖衡器的称量范围，
以确定静态参考单轴载荷，并计算得到不同载荷状 态下参考车辆整车总重的约定真值。 1.2 动态试验方法 将已知总质量的参考车辆按规定方向、规定匀 速车速下对动态汽车衡进行数次动态试验，获得参 考车辆单轴载荷的动态数据。通过计算得到的动态 时车辆总质量与静态时确定的整车约定真值进行比 较计算，便可确定动态试验是否符合检定规程的允 差要求。 动态轴重汽车衡进行静态称量测试不仅仅是为了 检查计重秤台的固有称量特性，同时还可以发现计重 设备安装维护是否良好，是否存在基坑污染、秤台与 路基秤框擦靠现象，更是为了确保获得参考车辆约定 真值有效性的前提条件。所以，动态轴重汽车衡静态 的准确度不仅是对称重设备本身准确度的检定，更是 对称重设备安装后的一种质量验收手段。 2 基本原理和设计 根据目前高速公路收费口所安装的公路计重收 费装置——动态轴重汽车衡（图 1），其实际承载面 积较小，宽度只能适应车辆每个单轴依次通过。
目前广泛应用的动态轴重汽车衡的承载台尺寸 一般为长（3.2 m）×宽（0.8 m），超宽车道为长（4.0 m） × 宽（0.8 m），承载台面积约为 2.56 m2 和 3.2 m2。 而在静态加载称量试验时，通常采用传统 1 t 的锁形 大砝码，其尺寸约为：长（0.8 m）× 宽（0.6 m）× 高（0.52 m），底面积为 0.48 m2（图 2）。在砝码进行 加、卸载过程中，往往会受限于砝码自身高度和底 面积的因素，较难控制加载的高度和实现最大量程 的加载，且当砝码叠加过程中若重心不稳，极易造 成倾斜和侧翻等问题，存在较大的安全隐患。
图 2 传统锁形大砝码叠加示意图
为了提高砝码加载的安全系数和工作效率，并 适应绝大多数产品试验的使用率，以承载面积最小 的动态汽车衡产品作为参考，通过类似堆叠积木的 思路和方法，设计一块专用砝码平台承载支架和两 种不同外观的扁形砝码来实现叠加，既可有效降低 总的叠加高度来减小安全隐患，又可实现满量程静 态加载要求。 依据 JJG 907-2006 中 6.3.1 条的要求，专用砝 码平台承载支架的设计总质量应满足动态轴重汽车 衡在初始置零调整范围不大于最大秤量（Max）20% 的要求，使动态汽车衡在初始置零状态下，仍能满 足开机示值显示为零点，而不影响之后加、卸载的 砝码示值准确度。 专用砝码平台承载支架自重约 1.5 t，尺寸约为： 长（2.6 m）× 宽（0.60 m）× 高（0.13 m），占地面 积均为 1.56 m2（如图 3 所示）。
图 3 砝码平台承载支架外观
根据承载支架尺寸，两种不同外观的扁形砝码 分别为 M 形和拱形，其标准质量均为1 t。M 形尺 寸约为：长（1.0 m）×宽（0.70 m）×高（0.25 m）； 拱 形 尺 寸 约 为： 长（1.0 m）× 宽（0.70 m）× 高 （0.27 m）；占地面积均为 0.70 m2（图 4、图 5）。
通过组合叠加的方式，将 3 个 M 形砝码分别扣 在专用砝码承载支架上进行组合叠加，不仅可在承 载支架的同一水平面上加载 3 个 1 t 扁形砝码，也使 扁形砝码有效利用支架横向的上、下空间而向外伸 展，降低了砝码叠加的高度。通过合理的叠加，可 实现所需量程范围的加载。叠加俯视图， 叠加俯视示意图 通过最终组合叠加的方式，再根据实际称量要求 加载至所需砝码量。由于拱形砝码扣在砝码支架上， 其伸展部分与地面脱离并不接触，且脱离地面高度也仅 约2.5 cm，当加载不稳可能出现倾斜时，两边伸展部分 也可起到一定缓冲支撑的作用。叠加侧视图，如图7所示。
平调整上。反射光被固定的位置探测器接收，由于 旋转轴沿竖直方向，假设平面镜反射面绝对水平， 则接收到的反射光位置不发生变化，即输出位移不 变；如果反射面与竖直方向有夹角，则输出信号在 二维平面内成一椭圆轨迹。 这样，利用电子水平仪和平面镜反射面，可以 方便测量激光上下入射的应用场合，可以实时监测 旋转轴竖直状态；激光器出射光束由下往上倾斜入 射至平面镜反射面上，输出信号，调整倾角台倾角， 使得在一个旋转周期内由平面镜反射出来，输出的 光点位置在一定范围内维持不变。 利用高精度电子水平仪实现平面镜反射面水平 调整的装置，由于反射面平面度可以加工良好，而 平面镜的一大特点是垂直入射其表面的光束将原路 返回，因此利用该反射面作为标准，进而可应用于 对激光光束在竖直方向的准直。这种方法传递至平 面镜的反射面上，实验得到平面镜水平倾角小于 30 μrad，从而实现一种平面镜反射面作为参考级水平 基准的调整。用平面镜克服了液面参考的局限性， 尤其是对于激光光束竖直向上入射的应用，实现了
一种更高精度的水平参考。 4 结语 水平仪从过去简单的水泡水平仪到现在的电子 水平仪，是自动化和电子测量技术发展的结果。作 为一种检测工具，它已成为桥梁铁路、土木工程、 航空航海、工业自动化、机械加工等领域不可缺少 的重要计量仪器。电子水平仪是一种非常准确的测 量小角度的检测工具，不仅可以测量被测平面的平 面度、直线度等参数，还可以结合光学等方法，获 得更多的测量结果，实现相对于水平位置的倾斜度 的测量，得到准确的水平基准面。在机械测量及光 机电一体化应用技术应用中占有重要地位，研究性 能精度更好的电子水平仪具有重要意义。
