Spårbar mätning av hastighet

Hastighet är viktigt att mäta både när det gäller fordon och olika industriprocesser. För industriella processer kan det till exempel handla om att mäta hastigheten på produktionslinor för att indirekt räkna ut hur mycket som producerats.

Det finns flera metoder för att mäta hastighet. För större objekt eller fordon är radar eller laser vanligast. För fordonsburna system är tröghetsnavigering med accelerometrar och gyroskop kombinerat med GNSS (globala navigationssatellitsystem så som GPS eller europeiska Galileo) den senaste tekniken. Industriella processer mäts oftast med enkodrar, utrustning som sätts fast direkt på eller byggs in i rörliga delar. Kamerabaserad teknik är också vanligt både för fordon och industriella processer.

Svag spårbarhet till SI

Gemensamt för alla metoder är svag spårbarhet till SI. Ofta handlar det om att validera systemet snarare än att kalibrera det. Det saknas också normaler som kan användas för att jämföra olika hastighetsmätande system med varandra. 

Noggranna mätningar av hastighet kräver noggranna mätningar av både tid och längd. Men även om det är möjligt att mäta både tid och längd med väldigt låg mätosäkerhet är hastighetsmätningar komplicerade och har ofta hög mätosäkerhet. Det beror till exempel på att den tid som ett objekts hastighet kan mätas är begränsad och ofta inte möjlig att upprepa exakt. Jämförande mätningar är också komplicerade då systemen måste samordnas i tid och rum.

RISE har tidigare utvecklat ett spårbart referenssystem för att kunna kontrollera Sveriges system för automatisk trafiksäkerhetskontroll, det vill säga fartkameror. Men behovet av spårbara hastighetsmätningar är stort från industri och näringsliv och idag saknas utrustning för att kunna möta dessa behov.

Ta fram en hastighetsnormal

Principen för en hastighetsnormal är enkel. Systemet behöver innehålla någonting som rör sig med en väl definierad och känd hastighet, med spårbarhet till både längd och tid. Vid kalibrering mäts normalens hastighet med den utrustning som ska kalibreras, och sedan jämförs mätvärdet med den kända hastigheten i systemet. I praktiken är det svårare än det låter. Hastighetsnormaler med etablerad mätosäkerhet och spårbarhetskedja saknas idag i litteraturen och BIPM:s databas innehåller inga godkända kalibreringsmetoder för hastighet. 

Målet är därför att undersöka två principer för hastighetsnormaler, välja utifrån praktisk genomförbarhet och mätosäkerhet och därefter konstruera hastighetsnormalen, utvärdera och sprida resultaten. Hastighetsnormalen ska kunna realisera olika hastigheter för att kunna kontrollera olika existerande referenssystem för hastighetsmätning och andra hastighetsmätande instrument.