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電子稱重技術現狀和發展趨勢

電子衡器一般是指裝有電子裝置的衡器。因其種類繁多，且涉及到貿易結算和保護廣大消費者的利益，所以為世界各國政府普遍關注和重視，并被確定為國家強制管理的法制計量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿易計量的重要手段，對加強企業管理、嚴格生產、貿易結算、交通運輸、港口計量和科學研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應速度快，測量范圍廣、應用面廣、結構簡單、使用操作方便、信號遠傳、便于計算機控制等特點。被廣泛應用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口、建筑、機械制造和國防等各個領域。         一、現狀       50年代中期電子技術的滲入推動了衡器制造業的發展。60年代初期出現機電結合式電子衡器以來，經過40多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結合型發展到現在的全電子型和數字智能型。我國電子衡器的技術裝備和檢測試驗手段基本達到國際90年代中期的水平。電子衡器制造技術及應用得到了新發展。電子稱重技術從靜態稱重向動態稱重發展：計量方法從模擬測量向數字測量發展；測量特點從單參數測量向多參數測量發展，特別是對快速稱重和動態稱重的研究與應用。但就總體而言，我國電子衡器產品的數量和質量與工業發達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發能力不足、產品的品種規格較少、功能不全、穩定性和可靠性較差等。        二、發展趨勢         通過分析近年來電子衡器產品的發展情況及國內外市場的需求，電子衡器總的發展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術性能趨向是速率高、準確度高、穩定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應用性能趨向于綜合性和組合性。         1．小型化     體積小、高度低、重量輕，即小、薄、輕。近幾年新研制的電子平臺秤結構充分體現了小薄輕的發展方向。對于低容量的電子平臺秤和電子輪軸秤，可采用將薄型或超薄型的圓形稱重傳感器，直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內，形成低外形的秤體結構，稱重傳感器的數量和位置由秤的額定載荷和力學要求計算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點，極大地減化了秤體結構，減少了活動連接環節，不但降低了成本，而且提高了穩定性和可靠性。對中等或較大容量的電子平臺秤、電子地上衡，已經出現了采用方形或長方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯排隊列焊接成一個整體的竹排式結構的秤體，4個稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內，安裝在稱重傳感器承力點上的固定支承就是秤體的承力支點，既減化了承力傳力機構，又節省了秤體高度，這是一種很有發展前途的秤體結構。對于大型電子平臺秤，可利用有限單元法進行等強度和剛度計算，采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。     2.模塊化     對于大型或超大型的承載器結構，如大型靜動態電子汽車衡等，已開始采用幾種長度的標準結構的模塊，經過分體組合，而產生新的品種和規格。以（5、6、7）m長的同寬度3種標準模塊為例，由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合，可以組合成長度為（5～28）m的22種規格的分體式秤體結構。當然在實際應用中，根據各行業用戶的需要，選擇其中10余種常用的標準規格即可。這種模塊化的分體式秤體結構，不僅提高了產品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產效率和產品質量。同時還降低了成本，增強了企業的市場競爭能力。     3.集成化     對于某些品種和結構的電子衡器，例如小型電子平臺秤、專用秤、便攜式靜動態電子輪軸秤、靜動態電子軌道衡等，都可以實現秤體與稱重傳感器，鋼軌與稱重傳感器，軌道衡秤體與鐵路線路一體化。     如秤體與稱重傳感器一體化的便攜式靜動態電子輪軸秤，多用硬鋁合金厚板制成。其結構原理是經過固溶熱處理強化的鋁合金板，或通過在4個角上鉆孔和銑槽分別形成4個懸臂梁型稱重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個對稱的盲孔和盲槽形成整體剪切梁型稱重傳感器。這就使得秤體與稱重傳感器合二為一，即鋁合金板既是秤體臺面又是一個大板式稱重傳感器。以后者結構的10t便攜式動態電子輪軸秤為例，其尺寸為720mm×550mm×32mm，重量約為23kg。     4.智能化     電子衡器的稱重顯示控制器與電子計算機組合，利用電子計算機的智能來增加稱重顯示控制器的功能。使電子衡器在原有功能的基礎上，增加推理、判斷、自診斷、自適應、自組織等功能，這就是當今市場上采用微機化稱重顯示控制器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器的電子衡器的根本區別。     5.綜合性     電子稱重技術的發展規律就是不斷的加強基礎研究并擴大應用，擴展新技術領域，向相鄰學科和行業滲透，綜合各種技術去解決稱重計量、自動控制、信息處理等問題。例如在流量計量專業，如果按照傳統的理論和方法建造一套標準大流量測量系統，價格相當昂貴。如果采用稱重法即質量流量法，只要將重量和時間測量準確，大流量的測量問題就迎刃而解了。對某些商用電子計價秤而言，只具備稱重、計價、顯示、打印功能還遠遠不夠，現代商業系統還要求它能提供各種銷售信息，把稱重與管理自動化緊密結合，使稱重、計價、進庫、銷售管理一體化，實現管理自動化。這就要求電子計價秤能與電子計算機聯網，把稱重系統與計算機系統組成一個完整的綜合控制系統。     6.組合性     在工業稱重計量過程或工藝流程中，不少稱重計量系統還要求具有可組合性，即測量范圍等可以任意設定；硬件能夠依據一定的工作條件和環境作某些調整，硬件功能向軟件方向發展；軟件能按一定的程序進行修改和擴展；輸入輸出數據與指令可以使用不同的語言和條形碼，并能與外部的控制和數據處理設備進行通信。         三、結束語         我國的電子衡器要打入國際市場。參與國際競爭。就必須執行國際法制計量組織制定的國際建議并要有國際水平的技術與裝備、有國際水平的質量。這就要求企業以技術為先導、以質量為中心、以管理為基礎，努力提高制造技術與制造工藝水平，穩定產品質量。增強國際市場競爭能力。         面對與國際先進水平的差距和我國國民經濟持續發展的大好形勢，我們的態度應該是明確的，就是要從觀念上、技術上和管理上迅速趕上，瞄準先進、與時俱進、迎接挑戰、開拓創新、以提高制造技術與制造工藝水平為突破口，主要解決電子衡器中的工程化產品的定型設計。生產工藝，質量保證，可靠性考核等規模生產中的關鍵技術與工藝，提高批量生產能力，使我國的民族衡器工業走上健康持續發展的軌道。 （中國計量科學研究院 施昌彥)

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