JJF 1802-2020 汽车碰撞试验用儿童人形试验装置(P系列)校准规范

屮华人民共和国国家计量技术规范

JJF1802—2020

汽车碰撞试验用儿童人形试验装置

(P系列)校准规范

CalibrationSpecificationoftheAnthropomorphicTestDevice(PSeries

ChildDummies)inVehicIeImpactTest

2020-01-17发布2020-04-17实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1802—2020

汽车碰撞试验用儿童人形试验

装置(P系列)校准规范JJF1802—2020

CalibrationSpecificationofthe

AnthropomorphicTestDevice(PSeriesChiId

Dummies)inVehicIeImpactTest

归口单位：全国振动冲击转速计量技术委员会

主要起草单位：上海机动车检测认证技术研究中心有限公司

深圳中航技术检测所

參加起草单位：上海汽车集团股份有限公司乘用车公司

中国航空工业集团公司第三0四研究所

本规范由全国振动冲击转速计量技术委员会负责解释。

JJF1802—2020

本规范主要起草人：

沈自伟（上海机动车检测认证技术研究中心有限公司）

魏居锋（深圳中航技术检测所）

赵敬月（上海机动车检测认证技术研究中心有限公司）

參加起草人：

李善明（中国航空工业集团公司第三0四研究所）

彭育（上海机动车检测认证技术研究中心有限公司）

苏醒（上海汽车集团股份有限公司乘用车公司）

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目录

引言(II)

1范围(1)

2引用文献(1)

3术语和定义(1)

4概述(1)

5计量特性(2)

6校准条件(2)

7校准项目和校准方法(3)

8校准结果表达(8)

9复校时间间隔(8)

附录A原始记录格式(9)

附录B外形尺寸(1)(10)

附录C外形尺寸(2)(11)

附录D部件质量(13)

附录E腹部填充物(14)

附录F推荐校准用设备示意图(15)

附录GP系列儿童假人颈部弯曲特性测量结果的不确定度评定(17)

I

JJF1802—2020

本规范以JJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、

JJF1059《测量不确定度评定与表示》作为校准规范制定工作的基础性规范，根据儿童约束系

统试验的需求，参照GB27887《机动车儿童乘员用约束系统》，制定了本规范。本规范为首次

制定。

II

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汽车碰撞试验用儿童人形试验装置（P系列）校准规范

1范围

本规范适用于汽车约束系统试验用P系列儿童人形试验装置（以下简P系列儿童假人）

的校准。P系列特指新生儿、9个月、18个月、3岁、6岁及10岁儿童假人，分别用P0、P0.75、

Pl.5、P3、P6、P10表示。

2引用文献

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规则；凡是不注日期的引用文件，其

最新版本（包括所有的修改单）适用于本规则。

GB27887《机动车儿童乘员用约束系统》

ECER44（欧洲经济委员会颁布的第44号指令《关于批准机动车儿童乘员用约束系统（儿

童约束系统）的统一规定》）

3术语

3.1P系列儿童人形试验装置P-serieschilddummies

儿童约束系统安全性能等试验中各个年龄段儿童在汽车中使用的安全座椅、安全带的安全

性所需要的测试设备。

3.2腹部填充物themodelingclaysample

放置在假人腰椎的塑性粘土，其形状为长方体。

3.4腹部嵌入物theabdominalinsert

结合腹部填充物用于完全填补P系列儿童假人上下躯干与腰脊柱之间的空间由软性泡

沫塑料。

4概述

本规范是通过将特定的试验力作用于P系列儿童假人的各个部件（颈部、腹部、腰椎、肩部

等），同时检测这些部位的位移变化量值，以获得其抗冲击的能力。相对其他系列的儿童假人，

P系列儿童假人有结构简单，试验成本低廉等特点，而被广泛应用。

制作P系列儿童假人是根据新生儿、9个月、18个月、3岁、6岁、10岁儿童身体架构,

以金属和聚酯替代骨骼作为躯干，以发泡聚氨酯替代肌肉覆盖躯干，并在假人身体的特定部

位安装各个类型的传感器，用于表征汽车碰撞等试验中不同伤害类型所对应的量值。

5计量特性

5.1通用技术要求

外观检查，表皮无裂痕及破损。

P系列儿童假人主要外形部件尺寸及质量需符合表1要求

表1外形尺寸及质量要求

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序号校准项目P系列类型技术要求允许误差⑴

P0345mm+5mm

P0.75450mm±10nrni

P1.5495mm+6mm

1外形尺寸（坐高）

P3560mm±10mm

P6636mm±10mm

P10725mm±10mm

P0.752.20kg土0.10kg

P1.52.73kg土0.05kg

头部（

P32.70kg土0.10kg

颈部）

P63.45kg土0.10kg

P103.60kg土0.10kg

2质量P03.40kg土0.10kg

P0.759.00kg±0.20kg

P1.511.01kg土0.20kg

总质量

P315.00kg土0.30kg

P622.00kg土0.50kg

P1032.00kg土0.70kg

注1允许误差亦可根据实际使用需要参照P系列儿童假人原供应商推荐值

5.2计量特性列表

表2计量特性

序号校准项目P系列类型技术要求允许误差

P0.75.P3、P6、

1颈部弯曲特性P1010.0mm±1.Oirnn

P1.522.0mm+2.0mm

P0.75、P311.5mm±2.0mm

腹部嵌入物挤压

特性

2P6、P1013.0mm土2.0mm

P1.512.0mm土2.0mm

3腰椎拉伸特性P1.510.5mm±1.5mm

4肩部硬度特性P040mm±10mm

6校准

6.1校准环境条件

6.1.1室温（18〜22）°C

6.1.2相对湿度（10〜70）%

6.2测量标准及其他设备

测量标准及其他设备需符合表3要求。

2

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表3测■标准技术指标

校准设备及要求

序号

设备名称技术指标

1钢直尺测量范围：（0〜1000）mm,MPE：±lmm

2高度尺测量范围：(0—300)nun,MPE：土0.25mm

3电子天平测量范围：（0.01〜50）kg,等级＜0

4百分表测量范围：0（〜50）mm,MPE：±0.01mm

5力值祛码组20N、30N、50N,100N、250N,MPE：±1%

秒表测量范围：（0—24）小时,MPE：±0.50s

6

7扭矩扳手测量范围：（0.l~10）Nm,3级

推拉力计测量范围：（1-300）N,1级

9钢直尺测量范围：0（〜200）mm,MPE：土0.5mm

7.校准项目和方法

外形及部件检查，要求部件无破损。

7.1外形尺寸（坐高）

校准时需确保测量仪器接触儿童假人被测量点的皮肤，皮肤无明显变形。P系列儿童假人放

置在水平面，臀部、背部和头都靠在垂直面，坐高测量结果需满足5.1要求。

7.2部件质量

P系列儿童假人头部（含颈部）以及总质量需满足5.1要求，其余质量要求见附录D,

可根据客户需要选校。

7.3颈部弯曲特性校准

7.3.1P0.75、P3、P6和P10儿童假人的校准

7.3.1.1校准前准备

见图1,高度尺放置在平整的支撑面上，把带有颈部（不含头部）的P系列儿童假人水

平放置在一个水平支撑面上，并使其颈部伸出支撑面边缘，对颈部的第一节的螺母进行预紧

至颈部部件无缝隙，记录颈部第一节中心的初始位置doo

7.3.1.2校准方法

如图1所示，对颈部的第一节的螺母施加一个竖直向下50N的负载力，记录颈椎第一节

中心位置d“按公式1计算颈部弯曲特性，其应满足表2要求。当颈部弯曲特性不能满足要

求时，调节螺母预紧程度，直至符合要求。

7.3.2P1.5儿童假人的校准

7.3.2.1校准前准备

如图2所示，将一个完整的颈部（包括头-颈联接轴、橡皮柱、下颈部缓冲器、颈部联接

3

JJF1802—2020

平面）固定在垂直平面，并使其对应面部的方向向下，用高度尺记录头-颈连接轴中点的初始

位置d=

0

7.3.2.2校准方法

在头-颈联接轴上垂直加载一个100N的力值祛码，用高度尺记录头-颈联接轴中点位置d“

测量头-颈联接轴向下的位移，通过调节下颈部缓冲器，按公式1计算颈部弯曲特性，使其满

足表2要求。

图1颈部校准示意图图2颈部校准示意图

D=一d（1）

0

式中：D位移量，mm；

d——加载后测量值,nun

x

d初始测量值,mm；

0

、=D—D°（2）

式中：△误差，mm;

Do——名义值（查表2）,mm

测量结果需满足5.2条允许误差要求。

7.4腹部嵌入物特性校准

7.4.1P0.75、P3、P6、P10及P1.5儿童假人

7.4.1.1校准前准备

把腹部嵌入物放在刚性块上（刚性块的长、宽与被校对象的腰脊柱尺寸一致，其厚度必须2

倍于腰脊柱厚度），刚性块与腹部嵌入物之间没有空隙。

7.4.1.2校准方法

如图3、图4所示，将重量为20N刚性负载板垂直加载于腹部中心位置，用高度尺读出初

始值（k,然后在（10土1）秒内向刚性负载板上放置力值祛码，使其总负载达到50N,2分钟

后读出加载后数值血，并根据公式1计算其位移，结果符合表格1要求。重复上述步骤三次

（每次试验后卸载然后静止15分钟，使被校部件恢复原状），取三次平均值作为腹部嵌入物

4

JJF1802—2020

特性的校准结果。在校准过程中，需保证刚性块的中心线与刚性负载板加载面的中心线重合,

且刚性负载板面积大于被校部件，其边缘不会触碰到腹部嵌入物。

刖性负载板

图3P0.75、P3、P6和P10腹部嵌入物校准示意图图4P1.5腹部嵌入物校准示意图

D=艺（召—几）/〃Z=1,2,3⑶

式中：D位移量，mm；

d加载后数值mm

u

厂初始位置值,mm；

n——测量次数，死=3

根据公式2计算误差△值，其结果需满足5.1条允许误差要求。

7.5腰椎拉伸特性校准

7.5.1校准前准备

对于P0.75、P3、P6和P10儿童假人，其上躯干、腰椎脊柱、下躯干、通过钢缆和弹簧安

装成一体，嵌入腹部嵌入物、填入腹部填充物，使整个假人安装完成（如附录图B.15所示）,

在此基础上校准腰椎（如图5所示）。

对于P1.5儿童假人，如图6所示，把腰椎部件的下平面固定在一个垂直面上。

7.5.2校准方法

对于P0.75、P3、P6和P10儿童假人，调节下躯干钢缆上的调节螺母，使弹簧压缩到其

空载时长度的约2/3位置（如图5所示）。对于P1.5儿童假人，用高度尺读出腰椎矢状面顶

点初始值d。将重量为250N力值祛码垂直加载于腰椎矢状面上，用高度尺读出加载后数值d”

并根据公式1计算变化量，其值应符合表2要求。当不能满足要求时，则释放负载后调节拧

紧螺母再进行校准，直至符合表2要求。（如图6所示）

5

JJF1802—2020

一

、

拧紧骡母

图5腰椎校准局部示意图图6P1.5腰椎校准示意图

7.6肩部硬度特性

7.6.1校准前准备

将P0儿童假人背部向下放置在水平平面上，将其肩部进行固定，以防止P0儿童假人在加

载方向移动，固定位置见图7。

7.6.2校准方法

使用直径为40mm±2mm的刚性圆柱体平面作用于假人肩部，加载位置位于假人肩膀的浇

注线与手臂的连接位置最高点A处（如图七所示），水平加载150N作用力。以手臂A点第一次

接触到刚性圆柱体平面为起始点，从起始点到加载力后手臂A点的横向偏移作为其位移量，左

右两肩均需校准，用公式（1）、（2）计算其计量结果需符合表2要求。

图7肩部硬度校准示意图

7.7其他调整项目

完成7.1至7.6的校准项目以后，对于P0.75、P3、P6、P10及P1.5儿童假人需要进行

关节调整。

7.7.1颈椎支点校准

如图8所示，将P系列儿童假人躯干背靠平面水平放置，装上完整的头部和颈部部件，

旋紧头部螺钉和调节螺母，使头部保持在一个水平的位置。慢慢松开调节螺母，直到头部开

始由于自身的重量而旋动。

7.7.2臀部支点校准

如图9所示，将P系列儿童假人躯干背靠桌面水平放置，只装上腿部，并将上腿部伸出桌

子边缘。旋紧臀部支点处螺母，使上腿部与躯干保持在同一个水平位置。慢慢松开臀部支点

6

JJF1802—2020

螺母，直到上腿部开始由于自身的重量而旋动。

7.7.3膝盖支点校准

如图10所示，把上腿部水平放置，装上下腿部，拧紧膝盖支点与下腿部间的调节螺母，

使之水平，慢慢拧松调节螺母，直至下腿部依靠自身的重力而旋动。

7.7.4肩部支点校准

如图11所示，竖直放置假人躯干，装上手臂（不安装下臂），拧紧肩部调节螺母，使上臂

处于水平位置，拧松螺母直到上臂开始由于自身的重量而旋动。

7.7.5肘关节校准

如图12所示，假人躯干竖直放置，安装上手臂，调节肘关节螺母使手臂处于水平位置,

拧松螺母，直至手臂开始由于自身的重量而旋动。P1.5儿童假人，调整后，还必须满足上手

臂下垂（最低位置），下手臂可以停留在水平位置。

图9臀部支点校准示意图

7.7.6腿部硬度校准

P0儿童假人背部放置在一水平面上，绑住两条小腿，使假人两个膝盖内侧接触。如图

13所示。固定P0儿童假人的躯干，使之在受力过程中不发生偏转，通过一力值祛码（接触面

尺寸35mmX95mm）向膝盖逐步加载一个垂直向下的作用力（力值祛码的中心线需在膝盖的最

高点处，逐个加载力值祛码，不允许过程中有卸载），在作用力下使臀部弯曲至力值祛码下平

7

JJF1802—2020

面距离桌面85mm处，记录此时的作用力，力值应在30（〜70）N。注意小腿不能接触到任何面。

8校准结果表达

&1校准结果表达应包括头部、颈部、胸部、躯干、膝部等结果。

&2各部位校准结果应在校准证书或校准报告上反映。校准证书或校准报告至少应包括以下

信息：

a）标题，“校准证书”或“校准报告”；

b）实验室名称和地址；

c）证书或报告的编号，每页及总页数的标识；

d）校准单位校准专用章；

e）送校单位的名称和地址；

f）被校设备的名称、制造厂、型号规格、编号；

g）进行校准的日期；

h）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

i）本次校准所用的测量标准的名称、出厂编号、准确度/等级、证书编号、溯源性及有

效性说明；

j）校准环境条件的描述，包括：温度、湿度等；

k）校准结果及其测量不确定度的说明；

l）校准证书或校准报告签发人的签名、职务，以及签发日期；

m）校准试验的操作人及核验人的签名；

n）校准结果仅对被校设备有效的声明；

o）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

9复校时间间隔

复校间隔应根据使用频度、时间及储存环境由用户自定。

8

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附录A

原始记录格式

项目结果

外形检查

外形尺寸坐高(mm)

总质量(kg)

质量

头部和颈部(kg)

试验力（N）

肩部硬度特性

初始位置（mm）加载后位置（mm）A5位移变化量（mm）

左

右

试验力（N）

颈部弯曲特性初始位置（mm）加载后位置（mm）A6位移变化量（mm）

试验力（N）

腹部嵌入物特性初始位置（mm）加载后位置（mm）A8位移变化量（mm）

试验力（N）

腰椎拉伸特性初始位置（mm）加载后位置（mm）A8位移变化量（mm）

项目结果

颈椎支点

臀部支点

膝盖支点

肩部支点

肘关节

大腿硬度

9

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附录B

外形尺寸（1）

P0.75、Pl.5、P3、P6和PIO儿童假人尺寸

图B.1P1.5、P0.75、P3、P6和PIO儿童假人尺寸位置示意图

表B.1P1.5、P0.75vP3、P6和P10儿童假人尺寸

型号尺寸nim）（

位置部位

P0.75P3P6P10P1.5

1坐高*450±10560±10636土10725±10495±6

备注：*P系列儿童假人臀部、背部和头都靠在垂直面测量所得。

10

JJF1802—2020

附录c

外形尺寸2）（

P0儿童假人尺寸

单位：mm

345±5

图C.lP0儿童假人尺寸示意图

11

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附录D

部件质量

表D.1P1.5、P0.75、P3、P6和P10儿童假人部件质量表

质量(kg)

部件名称

P0.75P3P6P10P1.5P0

头部和颈部2.20±0.102.70±0.103.45±0.103.60±0.102.73±0.05/

总质量9.00土0.2015.00士0.3022.00士0.5032.00土0.7011.01士0.203.40士0.10

12

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附录E

腹部填充物

腹部填充物为专用塑性粘土，其尺寸要求如下表：

表E.1腹部填充物尺寸要求表

假人类型假人腰脊柱尺寸厚度mm）（

P0.7540mmX60mm25±2

P360mmX80mm25+2

P660mmX95mm25±2

P1080mmX125mm25±2

备注：粘土的适宜的操作温度为25（〜35）T

13

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附录F

推荐校准用设备示意图

F.1P0.75、P3、P6、P10颈部弯曲特性校准设备（见图F.1）

F.1.1高度尺放置在平整的水平面上，测量分度值0.1mm,测量范围（0〜300）mm。

F.1.2配重块及吊杆重量为50No

图F.1

F.2P1.5颈部弯曲特性校准设备（见图F.2）

F.1.1大量程百分表机构放置在平整的水平面上，测量分度值0.01mm,测量范围（0〜50）mm。

F.1.2配重块及吊杆重量为lOONo

图F.2

F.3P1.5、P0.75、P3、P6、P10颈部弯曲特性校准设备（见图F.3）

F.3.1高度尺放置在平整的水平面上，测量测量分度值0.02mm,测量范围（0〜300）mm。

14

JJF1802—2020

F.3.2配重块重量为30N,加载平板重量为20No

图F.3

F.4Pl.5腰椎弯曲特性校准设备（见图F.4）

F.4.1大量程百分表机构放置在平整的水平面上，测量分度值0.01mm,测量范围0（〜50）mm。

F.4.2配重块及吊杆重量为250No

H

图F.4

F.5P0肩部硬度特性校准设备（见图F.5）

F.5.1刚性圆柱体平面为直径40mm的平面。

F.5.2拉压力计的测量范围0（〜300）N,1级。

F.5.3钢直尺测量范围0（〜200）mm,测量分度值lmm。

15

JJF1802—2020

图F.5

F.6P0腿部硬度特性校准设备（见图F.6）

F.6.1配重块平面尺寸35mmX95mm,重量为30N〜70N。

F.6.2钢直尺测量范围0（〜200）mm,测量分度值1mm。

图F.6

F.7测量椅（见图F.7）

F.7.1座椅平面尺寸35mmX35mm,光滑金属表面，平面度＜2mm,椅背高＞800mm

F.7.2钢直尺测量范围0（〜1000）mm,测量分度值1mm。

图F.7

16

JJF1802—2020

附录G

P系列儿童假人颈部弯曲特性测量结果的不确定度评定

G.1测量装置

颈部弯曲特性要求为lO.Omm+l.Onnn,颈部弯曲特性测量设备由高度尺用及力值祛码组成

所以测量设备的要求为1•高度尺测量范围：(0-300)nun,最大允许误差：土0.25mm；2.力

值祛码测量范围：50N,最大允许误差：±0.05N。本次评定采用的高度尺为测量上限300mm,

分辨力0.02mm,其最大允许误差为±0.04mm。力值祛码测量范围：50N,最大允许误差:±0.05N。

G.2测量过程

对螺钉的中心施加一个垂直向下50N的负载力，其位置变化量是由经过校准的高度尺测

量的。

e=ls-lQ(1)

e——垂直作用力后位移变化量，mm；

l施加压力后标尺显示值,mm

s

1原始位置标尺显示值,mm；

0

由于高度尺及颈部部件受温度及负载力大小的影响，其公式化为

数学模型

6=ds+dw+dj

式中：e——垂直作用力后位移变化量，mm；

d施加压力后标尺显示位移变化值,mm；

s

dN——颈部部件的温度变化位移变化值,nun；

dL——配重块误差带来的位移变化值,nun；

G.3测量不确定度分析

根据测量模型e=f(ds,dN,dL),由于各输入量间都不相关，函数的偏导数均为1,

所以

“(e)=+(必)+诟(心)

G.4标准不确定度评定

G.4.1测量设备(高度尺)引入的不确定度

G.4.1.1高度尺经计量部门校准，允许误差为土0.04mm,均匀分布，k=h引入的不确

17

JJF1802—2020

定度分量为Mu=0.04/V3=0.023ww。

G.4.1.2高度尺分度值为6=Q.G2mm,对线误差分布区间为O.Olnwn,均匀分布，所以对线

误差带来的不确定度分量=塑笄=0.0029mm

2x^3

O

6

G.4.1.3由高度尺的温度变化带来的不确定度分量，其膨胀系数为I】'x10-/°C,偏离标准

k

温度的范围是±2C,半宽为2t,温度随时间的周期变化为反正弦分布，=^测量范围为

m

300™,其标准不确定度计算如下：i-3=300x11.5x10^x2/V2=0.0049znmo

因此，高度尺校准相关引入的不确定度分量为"产届+“駕+<3

G.4.2儿童假人标定装置配重块的引入的不确定度分量

配重块经计量部门校准，允许误差为±1.0%,配重重量50N,,耘码在实验室环境下温度

影响可忽略不计，故引入的不确定度分量为半宽0.5N,经过测量在试验环境下，0.5N变化带

入的影响量为0.02mm,均匀分布，k=4i所以由配重块的引入的不确定度分量

O

“2-1=0-02/V3=0.012加加□

G.4.3儿童假人颈部部件温度变化引入的不确定度分量

经过多次实验测量，颈部部件在2（0±2）C时，径向长度变化（包括了垂直方向及水平

方向变化）小于0.05mm,随时间变化的温度不确定度为反正弦分布，取k=^2即

%3_i—0.05/41—0.035mm

G.4.4重复测量引入的标准不确定度分量

采用A类评定，对颈部弯曲特性的位移量进行10次测量，测量值mm）（如下：

10.12、10.02、9.92、10.00、10.00、9.88、10.10、10.10、9.92

算术平均值为10.016mm；实验标准偏差为0.088mm；单次测量值不确定度为妁=0.088mm。

G.5不确定度分量表

18

JJF1802—2020

表D.1测量不确定度的汇总表

分量不确定度描述灵敏系数标准不确定度分量

(mm)

高度卡尺的校准0.023

wl-l

高度尺的对线误差0.0029

%_210.024

高度尺的温度变化0.0049

”1_3

儿童假人标定装置配重块-10.0120.012

W2-l

儿童假人颈部部件温度影响-10.0350.035

W3-l

重复性10.0880.088

w

4

G.6合成标准不确定度

“(e)=国孑，代入各项数值得到：

222222

w(e)=V0.023+0.0029+0.0049+0.012+0.035+0.088=0.10mm

G.7扩展不确定度

取上=2其扩展不确定度如下

e=10.02mmU=ku(e)