CNS 15046-2006 Method of test for measuring the longitudinal profile of traveled surfaces with an accelerometer established inertial profiling reference《惯性剖面仪量测铺面纵向剖面试验法》.pdf
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1、1 印月9512月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 93.080.20 A340515046經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 9512月1日 月日 (共7頁)慣性剖面儀量測舖面縱向剖面試驗法 Method of test for measuring the longitudinal profile of traveled surfaces with an accelerometer established inertial profiling reference 1. 適用範圍:本標準適用於以加速度規建立慣性參考剖面之慣性剖面儀進行車行表面之剖面
2、量測及記錄。 2. 要義與應用 2.1 本標準使用慣性參考剖面與車行表面 間距離量測值以及慣性平台加速度值,以獲得沿量測車行方向之高程變化量。 若為了符合特定等級,感測器應符合該等級精密度與偏差要求,而且所計算之剖面亦必須符合該等級之規範。 2.2 試驗設備由配有必要感測器及能計算 與記錄剖面之設備車輛所組成,以量測並記錄車行表面之高程剖面資料。 2.3 量測率係依據預期道路狀況及資料處理所需而定。 2.4 試驗儀器應裝置於欲量測車行表面之 輪跡或橫向適當位置之上方。感測器量測項目包括:量測車之垂直加速度、加 速度規與車行表面之垂直距離、縱向行駛距離。上述感測器量測訊號經電腦處理後,產生車行表
3、面之縱向剖面。 3. 名詞釋義 3.1 慣性參考剖面 (inertial reference profile):係指利用加速度規資料,經運算分析後所建立之車輛縱向隨縱向行駛距離改變之基準車身高程變化。 3.2 慣性剖面儀 (inertial profiler):係指採用加速度規所建立之慣性參考剖面,配合位移感測器等設備,用於量測舖面縱向剖面之試驗儀器。 3.3 車行表面 (vehicular-traveled surfaces):為舖面與車輛輪胎直接接觸且供車輛通行之平面。 3.4 量測率 (sampling rate):係指試驗儀器經設定後,於單位時間內量測資料之筆數。 3.5 訊噪比 (s
4、ignal to noise):係指試驗儀器量測訊號相對於背景雜訊之比值。 3.6 折疊頻率 (folding frequency):為量測率之二分之一。 3.7 抗混疊濾波器 (antialiasing filter):一種應用在原始檢測所得類比剖面資料上之低通頻率濾波器,可用以抑制剖面資料中頻率較折疊頻率為高之部分。 3.8 成對 t 檢定 (paired t-test):兩樣本平均數的 t 檢定分析,旨在比較變異數相同的兩個母體之間平均數的差異,或比較來自同一母體的兩個樣本之間的不同。 2 CNS 15046, A 3405 4. 儀器設備 4.1 設備組成 4.1.1 試驗儀器由配有必
5、要感測器 、及能計算與記錄剖面之設備車輛組成,以量測並記錄量測車之垂直加速度 、加速度規與車行表面之垂直距離、及縱向行駛距離。上述感測器量測訊號經由電腦處理後,產生車行平面之縱向剖面。 4.1.2 試驗儀器須具備可量測一或多條輪跡線之感測器及可長期儲存資料之設備。 4.1.3 如欲同時量測左右輪之輪跡線,兩個垂直位移感測器之放置間距需為 1.51.8 m 以進行兩輪跡處之剖面量測。 4.1.4 儀器須配置一組塊規用以校正及驗證靜態感測器之運作。 4.1.5 其他輔助設備得包含可顯示車速之設備,及可顯示剖面或數據之圖示設備。 4.2 車輛需求:用以裝設剖面量測儀器之 車輛,其大小需可容納所有必要
6、設備而不需大型之結構上之改裝。車輛之引擎 、轉向機及懸吊系統需可維持速度及方向上之穩定。 4.3 感測器 4.3.1 加速度規 (1) 用以量測以加速度值建立慣性參考平面。 (2) 加速度規應合剖面量測設備之等級需求。 (3) 裝置於量測車上時,加速度規之感測方向應與車行表面垂直。 (4) 加速度規之量測範圍應能涵蓋車輛行駛時預期產生之加速度 (1)。 (5) 加速度規需具備一定之解析度,使剖面之計算、精密度與偏差符合表 3及表 4 之規定。 註 (1) 一般為 1 g 4.3.2 位移感測器 (1) 位移感測器用於量測加速度規與車行表面之垂直距離,其量測方向須與車行表面垂直,且與加速度規之量
7、測方向一致。 (2) 位移感測器應能連續或間歇量測,採間歇方式量測時,其量測間距不得大於表 1 中之規定。垂直量測之解析度須符合表 2 同一等級之規定 表 1 縱向量測間距 單位: mm 等級一 不大於 25 等級二 大於 25至 150 等級三 大於 150至 300 等級四 大於 300 3 CNS 15046, A 3405 表 2 垂直量測之解析度 單位: mm 等級一 不大於 0.1 等級二 大於 0.1至 0.2 等級三 大於 0.2至 0.5 等級四 大於 0.5 4.3.3 距離感測器:距離量測可用能產 生連續脈衝之設備,其量測間隔必須滿足表 1 所列之需求。脈衝用以量測速度並
8、可由時間函數轉換為距離函數,任何可產生充分準確之類比或數位 訊號之距離感測器皆可使用。距離量測之準確度依據第 5.1.3 節建立之。 4.3.4 剖面計算:係使用電腦處理加速 度規及距離量測設備之輸出值而獲得。其基本計算方法為以空間為基準及以時間為基準二種: (1) 以空間為基準之方法:此法將各感測器輸出值計算為剖面值,並將剖面數據視為行駛距離之函數。在此法中,剖面數據之計算與量測時車輛行駛速度無關。 (2) 以時間為基準之方法:此法將各感測器輸出值計算為剖面值,並將剖面數據視為固定時間間隔之函數。在此法中,剖面數據之計算與量測時車輛行駛速度相關。 (3) 濾波應滿足量測速度在 25 95 k
9、m/hr 之間,對道路剖面 60 m 以上之波長以無衰減或放大之情形下,進行高程剖面之計算。 (4) 剖面計算電腦應具有進行系統校正、選擇系統參數及監看系統輸出值之功能。 4.3.5 行駛速度顯示 (1) 量測車需配備方便駕駛維持系統量測所需行駛速度之設備。在以空間為基準進行計算之系統中,因其資料分析與行駛速度無關,使用車輛之速度記錄器即可符合此項需求。 (2) 如需車輛行駛速度資料,亦可使用電腦計算以距離脈衝計算或以其他量測車輛行駛速度之方法而得。 4.3.6 剖面振幅展示:結果應由圖像進 行呈現,並以時間或距離的函數呈現剖面振幅;振幅及距離表示之範圍由操作人員透過電腦設定操作之。 4.3.
10、7 儲存設備:此設備須可記錄及長 期儲存原始數據及計算而得之剖面資料,且必須具備重複讀取之功能以便 進行即時或後續處理。儲存設備之容量應考量剖面資料記錄需求,以維持 後續計算處理解析度,並足以儲存正常量測作業中之所有資料。儲存設備之訊噪比應不小於 10。 4.3.8 特殊狀況註記:儀器需提供操作者註記特殊狀況發生位置之功能。 4.3.9 數位資料記錄 (1) 計算完成之剖面資料應配合資料使用目的而選擇適當間距紀錄,正確顯4 CNS 15046, A 3405 示車行表面之剖面變化。若折疊頻率接近資料分析時需考量之頻率上界,則須加入抗混疊濾波器。在進行剖面計算前採用相同抗混疊濾波器於加速度規訊號
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