电子衡器总体趋势

一、电子衡器总体趋势
    数字式称重系统正在全面取代模拟式称重系统！
    1、随着用户对货物的称重精度和长期使用稳定性的要求越来越高，而模拟式汽车衡，从重量感应元（传感器）采集传输出。来的信号为毫伏级模拟信号，要传输到数据处理中心处理成称重数据，一般要经过20～30米的导线传输距离，有的甚至更长，毫伏级的模拟信号，在传输过程当中，会受温度、湿度、电磁场干扰等影响而发生变化，所以传输到仪表数据处理中心时的信号会发生差异，导致称重数据不精确、不真实和不稳定。
    2、模拟式汽车衡的偏载调试纯粹依靠机械式电位器的手工调整，无法保证调试精确度（对大吨位的衡器尤为明显）。在日常使用中，机械式电位器会因振动、温差等因素发生变化，固难以保证称重数据的长期稳定性。
    3、数字式汽车衡的重量感应元（传感器）采集传输出来的信号直接为数字信号，众所周知，数字信号不会受传输距离、温度、湿度、电磁场干扰而发生变化，故能保证称重显示数据与原始采集数据的一致性。
    4、数字式汽车衡的偏载调试完全由微电脑完成，消除了因手工调试而引起的调试误差，贮存在微电脑中的调试数据也不会因振动、温差等因素发生变化，故保证了称重数据的精确度与长期稳定性。
    5、数字式汽车衡信号传输线上一旦被加装遥控器，仪表显示器会第一时间感知，并发出指令，使传感器停止工作。因为电子汽车衡大多安装在露天，社会上有些人为谋取不法利益，对汽车衡秘密加装重量信号遥控器，而模拟式汽车衡20～30米的信号传输通道恰恰是这些人加装遥控器的主要位置，导致很多用户的利益受到损害。
    从上述概念来讲，模拟式汽车衡已经不适合社会发展了，势必会被淘汰出称重领域,取而代之的是新一代数字式汽车衡.

    作为组成汽车衡的核心部件——传感器，自从上世纪四十年代电阻应变片称重传感器问世以来，就被衡器行业用在电子秤的生产制造中，在电子称重中起到关键的作用。但由于称重传感器的结构、弹性元件的金属材料、机械加工与热处理工艺、电阻应变计与应变粘结剂、制造工艺流程、电路补偿与调整、防护与密封以及人工老化实验等因素的影响，使得它在准确度、稳定性和可靠性等方面的质量指标难以达到工业发达国家的水平，由于输出的是电压毫伏信号，所以，这种传感器通常被称作模拟传感器。
    由于模拟称重传感器电阻应变转换原理决定了其固有的输出模拟信号小、输出距离短、抗干扰能力差、安装调拭不方便等缺点，早在上世纪80年代人们在传感器壳内内置了放大与A/D转换电路，即模拟式传感器+数字变送（放大与A/D电路），构成了第一代“数字化称重传感器”，也就是我们俗称的“假数字”！虽然克服了模拟称重传感器的信号小、传输距离短、抗干扰能力差等缺点。但由于传感器的各项指标受本身的制造、补偿和调整工艺所决定，所以，没有突破原有功能。目前，社会上98%以上的衡器企业因无实际研究开发传感器的能力，使用的是其它传感器生产厂提供的这种“假数字”！还因为没有数字仪表生产的核心技术，导致这种产品的技术服务也成问题，很多用户对此很有意见，但目前这些衡器厂无法解决。目前该类传感器使用比较普遍。
    第二代数字式称重传感器是在第一代的基础上增加了传感器软件智能化补偿，叫做数字式智能化称重传感器，通过数字补偿电路和工艺，可以进行线性、滞后、蠕变等补偿，内装温度传感器，通过补偿软件可进行实时温度补偿，地址可调，便于应用与互换，远程诊断与校正。总体上讲，这一阶段的数字式智能化传感器主要体现在传感器本身的智能化补偿与校正上。然而，严格意义上讲，数字智能化传感器的智能化不仅仅反映在传感器本身的智能化补偿与校正上，更重要的是要实现应用的智能化。
    第三代数字式智能称重传感器由模拟式传感器、数字变送（放大与A/D转换）、传感器软件补偿和智能化自控软件组成，它具有敏感功能，能够完成称重信号检测和处理、逻辑判断、闭环控制、双响通讯、循环自检和自诊断、自动校正和补偿、自动计算等全部或大部分功能，克服了第二代数字式称重传感器的缺点。它既可以是整体型集成化结构，也可以是分离型模块化结构。最新的第三代数字智能化称重传感器已应用于各种智能化闭环控制多用途、多分量测量与高速动态数字信号处理以及网络通讯场合，此种传感器属于“真正的”数字传感器！梅特勒托利多、宁波生泰度量衡有限公司等少数国际国内汽车衡生产企业，因核心部件都是自己研究开发的、具备独立配套能力，数字式汽车衡上配备都属于第三代数字式智能称重传感器，是真正的数字传感器。
目前市场秩序比较混乱，用“假数字”扰乱客户视线的现象比比皆是，从中牟取高额利润，这种“假数字”其市场价格一般在1100~1500元/颗左右，而第三代“真数字”其价格一般在5500~9000元/颗，品质方面有较好的保障，代表了衡器技术的发展趋势。

    数字称重系统是21世纪称重技术的新概念，它由数字传感器和数字接线盒组成，关于数字传感器的情况前面已做介绍，现在重点介绍一下数字接线盒的情况。
    数字接线盒是英文Digital J-Box的中文名称。是延用模拟传感器的“J-BOX”——接线盒名称。   模拟传感器的接线盒是真正起接线作用的器件。而数字接线盒一般除没有显示功能外，包含了称重显示器的基本功能，放大、数/模变换和数据传输。因此，从形式上看，数字接线盒也可视没有显示器的称重显示器。另外现今的一些数字接线盒也备有称重值的显示。因此要严格区分数字接线盒和称重显示器是无明确的界线。但与工业中使用的称重控制仪相比，数字接线盒只有通信接口，而无控制信号的输入和输出口。只通过通信接口RS485或RS232连到专用的显示器或计算机。也有能与现场总线（Field bus）连接的数字接线盒，如gwt公司的PR1720。但是，数字接线盒和数字传感器的出现，虽然从表面上看与过去的模拟结构没有多大区别，而实际上在理念上确有完全不同的进步。
    当前数字称重系统的主要功能体现在：能对传感器通过微电子器件做数字化补偿，使得我们对传感器的制造主要关注其稳能性。因为数字化补偿比模拟补偿的适应范围更宽，更灵活，更精确。第二，数字传感器和数字接线盒可使每一只传感器具有各自的地址，能检测到相应的未处理的原始称重信号，可实现对称重系统的实时监测和诊断。第三，根据以上特点，用数字系统可完成对静态衡器的无砝码校准，此功能在国外已得到认可，在大多数字接线盒的操作说明书均有无砝码校准的操作说明。第四使用无砝码校准技术，可以节省大量的人力、物力和时间。
    数字称重系统在国外得到认可，使用至今也就近十年的时间，它的很多潜在的优点还未充分发挥，目前在配料秤、定量秤/包装秤和冶金、钢铁行业的大型衡器无砝码方面的运用，已显示出模拟数字显示称重仪表所不能完成的优点，遗憾的是“无砝码校准技术”在衡器厂家方面应该说从理论上和技术上都可以达到要求，在我国除在汽车衡四角偏载方面得到认可和运用外，在其它方面还很少使用和得到认可。各地计量局/所对此态度和做法并不一致，有的省份认可，有的省份要求一定要用老的方法，从这一点上说，需要国家有关部门出面规范。

随着全球信息技术飞速发展，尤其是Internet的出现及其应用的普及，使得信息技术得以迅速渗透到经济社会的各个领域，标志着人类进入了信息化时代。信息资源已成为与材料和能源同等重要的战略资源；信息技术正以其广泛的渗透性和无与伦比的先进性与传统产业结合；信息产业已发展为世界范围内的朝阳产业和新的经济增长点；信息化水平已经成为衡量企业现代化水平和综合实力的重要标志。因此党的十六大报告提出了“走新型工业化道路，要坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”，为企业发展、经济结构调整指明了方向。

五、开展OIML国际建议研究，促使衡器产品走向国际市场

衡器科技的发展离不开基础理论的研究，当前，我国科学技术理论发展的速度日新月异，尤其是在计算机信息技术、控制工程、系统工程、材料科学、管理工程等方面都取得了丰硕的科研成果。与会专家一致认为：衡器科研人员要加强衡器基础理论的研究，从传感器到仪表，从称重系统到网络。在传感器的研究上，要建立电阻应变片传感器的动态模型，即弹簧-阻尼-单质量自由度系统，通过计算加速度来计算质量，在仪表技术上，要开展自动适应、自动调整、自我诊断、远程管控、模糊控制、神经网络、人工智能等方面的研究，在数据处理上，要开展高速动态称重数据处理关键技术及应用，要开发动态称重计算机软件。在测量系统上，要开展重量与分选、X射线异物检测一体化系统、多线检重系统、车载称重系统、车型自动识别系统等。在衡器可靠性方面，要加强抗干扰、防雷击系统的研究。