前照灯检测仪检定方法探讨

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在前照灯检测仪的检定过程中，我们发现有些企业的仪器无法进行上下、左右光束偏移调整，有些仪器立柱上无刻度标尺，还有些仪器甚至连发光强度项都没有，仅仅只能作明暗截止线位置校准。对于这类仪器应该通过一些弥补措施，对其进行检定，使整车前照灯校准仪的检定工作确实起到放心的作用。

一、发光强度的检定

　　从理论上讲，检定汽车前照灯检测仪的发光强度应在暗室内进行，这样可排除环境背景光对检定误差的影响。然而，不少单位安全检测线现场很难具备这一条件，为此，只能根据现实状况，因地制宜，灵活处理。
　　一般说来，检测现场大多用日光灯或碘钨灯照明，因照明灯的种类、功率和排列的密度不同，致使检测现场的亮度各不相同。实践经验证明，在灯光特别强大的检测现场，被检仪器的低量程容易超差，而且，有相同的规律：示值偏大。造成这一现象的原因是背景光的光强与标准光源的光强叠加后，投入到被检仪器，是两个量的代数和。然而，在高量程发光强度检定时，由于背景光的光强远小于标准光源的光强，故可以忽略不计，所以在高量程测量时，仪器读数值相对较准确。况且，在实际使用中，汽车前照灯的发光强度可达35000cd左右，依据这一现实，采取的方法是放弃低端一个测试点如(50×102cd)，在高端增加一个测试点如(250×102cd)，即可解决。
　　在检定时，有些企业的前照灯仪计量光照度E(单位为Lx)，国家推荐为发光强度I(单位为cd)，两者的换算关系如下：

　　E=I。cosα/l2

式中：l为光源到被射面的距离，单位为m。cosα为被照面的法线与其中心到光源连线的夹角。当α=90°时，E=I/l2。通过上述关系转换，便可对该类仪器进行检定，从而可弥补一些企业因换算单位不一致而造成的不便。

二、光柱中心位置的检定

　　当前照灯检测仪校准器的标准光源箱水准泡调至中心位置，并且上、下及左、左位置均置于零时，打出的光束直接射入被检前照灯检测仪，同时，该仪器上、下及左、右位置亦置于零时，从理论上讲，其读数为最大，此时，机械光柱位置与实际光柱位置重叠。理想状态，即光柱中心位置与机械光柱位置重叠时，只要测量灯箱中心到地的高度即可。
　　由于机械加工造成的误差，以及仪器整机调试时造成的系统误差，致使机械光柱位置与实际光柱位置难以重叠，从而出现了光柱中心位置如何确定的概念。
　　首先将被检前照灯校准仪置于确定位置，仔细调整底脚三个偏心螺栓，使立柱上的前照灯校准仪在前、后、左、右位置时，水准泡位于中心位置。然后移动前照灯校准仪上的左右及上下位置，直至发光强度读数最大，此时即为光柱中心位置，左右及上下位置读数，即为仪器自身的偏差。再用高度仪(或其它量具)测量得高度值，即为光柱实际中心高度值，该读数往往与立柱上刻录的标尺有一定的差异，这就是检定时所需测量的光柱中心高度。
　　在此项目进行检定时，JJG996-96规定须测量三个点：0.5m、0.8m和1.2m，然而，有不少标准光源支架为固定的，所以只能测量与标准光源支架高度相应点的偏差值。

三、近光与远光之间的关系处理方法

　　目前计量单位的前照灯检测仪校准器用标准光源为远光光源，仅仅只能对被检前照灯检测仪远光的发光强度及光束偏移角参数进行校准。然而，汽车制造厂家在安全检测上前照灯检测仪用来调整明暗截止线的高度位置和左右位置，并检测前照灯的近光参数。由此可见，对前照灯检测仪的近光参数能否正确校正是我们探讨的问题。
　　从理论上讲，汽车灯具厂设计的具有近光、远光的双光束灯泡参数足以满足上述要求，在近光达到技术要求时，远光必然符合要求。然而，在实际检测中，我们发现，近光、远光很难达到完美的统一，这主要原因是灯具制造厂在工艺、装配技术上难以实现，只能在允许的公差带内实施，这就不可避免地使得远光、近光难以兼顾。为此GB4599-94有关条文规定，双灯双光束前照灯以近光为照准基准，即在近光照准后，远光不允许再作调整。
　　在实际应用中，近光参数尤为重要，所以整车制造厂在总装车间的安全检测线上调整前照灯光束照射位置时，把侧重面放在近光上。
　　根据上述情况，这就提出了如何将前照灯校准仪的近光与远光校准有机地结合起来，是值得探讨和解决的问题。
　　按照GB7258-97有关条款说明，前照灯的校准可用前照灯仪或屏幕法实施。为此，我们将近光与远光结合起来，分析它们之间的相互关系。
　　轮胎的气压对屏幕法测量准确度有一定的影响。汽车制造厂对轮胎的气压有确定的范围要求，但要求同一辆汽车的四个轮胎气压完全相同是很难实现的。若四个轮胎气压偏差过大，造成整车倾斜，对前照灯位置调整的精度有一定的影响。大量的实践证明，当轮胎气压范围在3.45～3.50×105Pa，内变动时明暗截止线上下变动6mm左右；所以，在验证前照灯检测仪准确度前，将被检车轮胎气压调整到汽车制造厂所规定的范围内，并且要尽可能减少各个轮胎气压的差值。
　　屏幕位于被检车前照灯正前方，相互间的距离误差控制在0.5%时为10m±5cm。首先，确定测试时车辆放置场地的水平度。

表　场地水平度测试　(mm)

车轮区域
左前轮			右前轮			左后轮			右后轮			修正值
测量值		平均值	测量值		平均值	测量值		平均值	测量值		平均值	左前轮	0
1	113.0	113.2	1	113.5	113.5	1	117.0	117.3	1	118.0	118.5	右前轮	0
2	113.0		2	113.0		2	117.5		2	119.0		左后轮	4.0
3	113.5		3	114.0		3	117.0		3	118.5		右后轮	5.0
修正后左/右差值			0.3					修正后前/后差值			0.1

　　上表为某单位测试现场的实际测量结果。从表中可见，停放车辆的位置，左前轮比右前轮低0.3mm左右，前轮比后轮低5mm，若被检车辆的轴距为2600mm，则sinα=5/2600=6.6′，完全符合国家标准的要求(±15′)，其误差可忽略不计。然而，虽然照射角度只产生6.6′误差，但是采用屏幕法测量，屏幕位于被检车前照灯正前方的距离为10m时，其明暗截止线就产生10000mm×tg6.6′=19mm下、下方向偏差。因此，为了精确测量，尽可能地排除各种因素对测量结果的影响，乃考虑在后轮下面垫铁板，使整车前后左右四个车轮间的误差在0.3mm内。
　　在距离前照灯正前方10m处，置一块专用屏幕。屏幕与地面垂直。就一般情况而言，屏幕用垂直的幕板(布)即可，屏幕的宽度大约为被检车两只前照灯间距的两倍，屏幕的高度与前照灯光轴中心离地高度相仿即可。如场地允许的话，也可用现成的墙壁代替屏幕。
　　用水准仪测量前照灯光轴中心离地高度，然后在屏幕上确定等高点，并作水平线，画出左右前照灯偏移角为零度时的基准点，按GB7258-97要求，画出前照灯明暗截止线在屏幕上的区间。屏幕上画有三条垂直线和三条水平线。三条垂直线的中间垂直线v-v与被检车辆的纵向轴线对准，两边的垂直线分别距中间垂直线100mm；三条水平线的h-h线与被检车辆前照灯的光束中心等高，距地面方向的两条水平线分别为0.8H和0.6H(H为前照灯基准中心高度)。为使明暗截止线清晰可见，允许遮蔽部分配光源。
　　其次，允许用检定合格的前照灯仪对汽车生产流水线上进行调试的新车作为媒体，在其中抽出若干辆，用屏幕法进行复检，通过检验结果，反过来验证前照灯仪的准确度。
　　在整车作为媒体，进行前照灯明暗截止线光轴测试过程中，整车仅仅前后位置微量平移，对测试准确度影响不大。左右位置平移对测试准确度的影响不可忽视，即使左、右前照灯的前后位置微量偏移时对测试准确度影响极大。例如，若左、右前照灯的前后位置偏移1cm，则明暗截止线光轴在屏幕上的投影位置偏差约10cm。由此可见，用这种方法，明暗截止线光轴的左右偏移量难以测量准确。
　　为此，用检定合格的前照灯检测仪调整被检整车前照灯角度位置，并且保持被检整车位置不变(如停放在车轮定位仪上的被检整车保护位置不变)，然后将光轴投影到正前方10m　处的屏幕上，就能准确地测量明暗截止线在屏幕上的偏移值，亦即可评估前照灯检测仪光轴偏移的准确性。
四、　屏幕法检定的不确定度

　　1.A类标准不确定度
　　在满足有关标准的条件下，选取一辆前照灯技术状况良好的出厂新车，采用屏幕法对前照灯明暗截止线高度做10次独立的重复测量，求得其A类标准不确定度为：


　　2.B类标准不确定度
　　(1)地面不平度误差u1。
　　被测车辆的四个车轮在地面的水平度应一致，当前后、左右误差各为±0.3cm和±0.2(cm)，轴距为260(cm)时：



　　(2)屏幕垂直度误差u2。被测车辆前照灯基准中心高度为67cm时，屏幕垂直度的定位误差一般在5°左右，则：



　　(3)10m距离停车线误差u3。被测车辆要准确定位相当困难，一般前后误差在5cm左右，当前照灯中心高度为67cm时，则：



　　(4)汽车前照灯中心高度误差u4。由于轮胎气压、驾驶员体重、以及测量误差因素影响，前照灯度上下误差约为0.5cm时，则ρ4=0.5cm。
　 　
　　(5)明暗截止线读数误差u5。明暗截止线在屏幕上的投影，不是黑白分明的一条线，在近处几乎难于确定确切的位置。在远处只能估算位置，上下位置读数误差在0.5cm左右，则ρ5=0.5(cm)。
　 　
　　(6)总不确定度U。合成后不确定度uc：
　 　
　　按置信概率95%计，置信因子k=2.26，则总不确定度
　　U=k×uc=2.26×0.90=2.03(cm)
　　按GB7258-97要求，前照灯明暗截止线高度应为0.6～0.8H(H为前照灯基准中心高度)，当被测车辆前照灯基准中心高度为67cm时，该车前照灯明暗截止线高度为40.2～53.6cm，分布带为13.4cm，为总不确定度的6倍左右，因此可以用屏幕法来评估前照灯检测仪的校准结果。

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关于前照灯检测仪检定方法的探讨，我们需按照相关行业标准与技术规范进行操作。

首先，要确保检测仪的精确度与稳定性，需对其进行全面的校准与检测。其次，采用标准的前照灯样品进行测试，确保结果的准确性。再者，应定期利用高级别的标准器进行复检，确保检测仪器的持续准确性。最后，操作人员需具备专业的知识与经验，严格按照操作规程进行。

综上，前照灯检测仪的检定方法需结合实际操作与行业标准，确保检测结果的精准可靠。