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2007中國衡器技術的熱點與挑戰 
(發布日期：2008-1-7 9:47:56) 來源：中國衡器協會網站
 
    據中國衡器協會網站報道，回首2005、2006，我國衡器科技取得了驕人的成績，展望2007，我國衡器工業的發展還面臨著嚴峻的挑戰，行業人士滿懷激情地探討著2007年衡器技術發展的熱點與挑戰。
    熱點之一、競爭力與可持續發展是企業生命的動力 
    企業的生存與發展，是靠價格還是靠產品的創新？全國衡器首富企業、梅特勒—托利多衡器有限責任公司董事長指出：產品創新是提高企業競爭力的先決條件，產品創新的源動力是利潤，產品創新中，附加值最大的地方是產品設計。因此，我們要在新產品設計與開發，老產品功能擴展上進行創新，同時還要注意知識產權的保護，為產品創新創造一個良好的環境，進行公平競爭。 
    熱點之二、數字式智能化稱重傳感器 
    自從上世紀四十年代電阻應變片稱重傳感器問世以來，就被衡器行業用在電子秤的生產制造中，在電子稱重中起到關鍵的作用。但由于稱重傳感器的結構、彈性元件的金屬材料、機械加工與熱處理工藝、電阻應變計與應變粘結劑、制造工藝流程、電路補償與調整、防護與密封以及人工老化實驗等因素的影響，使得它在準確度、穩定性和可靠性等方面的質量指標難以達到工業發達國家的水平，由于輸出的是電壓毫伏信號，所以，這種傳感器通常被稱作模擬傳感器。 
    由于模擬稱重傳感器電阻應變轉換原理決定了其固有的輸出模擬信號小、輸出距離短、抗干擾能力差、安裝調拭不方便等缺點，早在上世紀80年代人們在傳感器殼內內置了放大與A/D轉換電路，即模擬式傳感器+數字變送（放大與A/D電路），構成了第一代“數字化稱重傳感器”，克服了模擬稱重傳感器的信號小、傳輸距離短、抗干擾能力差等缺點。但由于傳感器的各項指標受本身的制造、補償和調整工藝所決定，所以，沒有突破原有功能。目前，該類傳感器使用比較普遍。 
    第二代數字式稱重傳感器是在第一代的基礎上增加了傳感器軟件智能化補償，叫做數字式智能化稱重傳感器，通過數字補償電路和工藝，可以進行線性、滯后、蠕變等補償，內裝溫度傳感器，通過補償軟件可進行實時溫度補償，地址可調，便于應用與互換，遠程診斷與校正。總體上講，這一階段的數字式智能化傳感器主要體現在傳感器本身的智能化補償與校正上。然而，嚴格意義上講，數字智能化傳感器的智能化不僅僅反映在傳感器本身的智能化補償與校正上，更重要的是要實現應用的智能化。 
    第三代數字式智能稱重傳感器由模擬式傳感器、數字變送（放大與A/D轉換）、傳感器軟件補償和智能化自控軟件組成，它具有敏感功能，能夠完成稱重信號檢測和處理、邏輯判斷、閉環控制、雙響通訊、循環自檢和自診斷、自動校正和補償、自動計算等全部或大部分功能，克服了第二代數字式稱重傳感器的缺點。它既可以是整體型集成化結構，也可以是分離型模塊化結構。最新的第三代數字智能化稱重傳感器已應用于各種智能化閉環控制多用途、多分量測量與高速動態數字信號處理以及網絡通訊場合。 
    熱點之三、數字稱重系統 
    數字稱重系統是21世紀稱重技術的新概念，它由數字傳感器和數字接線盒組成，關于數字傳感器的情況前面已做介紹，現在重點介紹一下數字接線盒的情況。
    數字接線盒是英文DigitalJ-Box的中文名稱。是延用模擬傳感器的“J-BOX”——接線盒名稱。模擬傳感器的接線盒是真正起接線作用的器件。而數字接線盒一般除沒有顯示功能外，包含了稱重顯示器的基本功能，放大、數/模變換和數據傳輸。因此，從形式上看，數字接線盒也可視沒有顯示器的稱重顯示器。另外現今的一些數字接線盒也備有稱重值的顯示。因此要嚴格區分數字接線盒和稱重顯示器是無明確的界線。但與工業中使用的稱重控制儀相比，數字接線盒只有通信接口，而無控制信號的輸入和輸出口。只通過通信接口RS485或RS232連到專用的顯示器或計算機。也有能與現場總線（Fieldbus）連接的數字接線盒，如gwt公司的PR1720。但是，數字接線盒和數字傳感器的出現，雖然從表面上看與過去的模擬結構沒有多大區別，而實際上在理念上確有完全不同的進步。 
    當前數字稱重系統的主要功能體現在：能對傳感器通過微電子器件做數字化補償，使得我們對傳感器的制造主要關注其穩能性。因為數字化補償比模擬補償的適應范圍更寬，更靈活，更精確。第二，數字傳感器和數字接線盒可使每一只傳感器具有各自的地址，能檢測到相應的未處理的原始稱重信號，可實現對稱重系統的實時監測和診斷。第三，根據以上特點，用數字系統可完成對靜態衡器的無砝碼校準，此功能在國外已得到認可，在大多數字接線盒的操作說明書均有無砝碼校準的操作說明。第四使用無砝碼校準技術，可以節省大量的人力、物力和時間。 
    數字稱重系統在國外得到認可，使用至今也就近十年的時間，它的很多潛在的優點還未充分發揮，目前在配料秤、定量秤/包裝秤和冶金、鋼鐵行業的大型衡器無砝碼方面的運用，已顯示出模擬數字顯示稱重儀表所不能完成的優點，遺憾的是在我國數字稱重系統除在汽車衡四角偏載方面得到認可和運用外，在其它方面還很少使用和得到認可。 
    熱點之四、基于網絡的信息稱重系統 
    隨著全球信息技術飛速發展，尤其是Internet的出現及其應用的普及，使得信息技術得以迅速滲透到經濟社會的各個領域，標志著人類進入了信息化時代。信息資源已成為與材料和能源同等重要的戰略資源；信息技術正以其廣泛的滲透性和無與倫比的先進性與傳統產業結合；信息產業已發展為世界范圍內的朝陽產業和新的經濟增長點；信息化水平已經成為衡量企業現代化水平和綜合實力的重要標志。因此黨的十六大報告提出了“走新型工業化道路，要堅持以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”，為企業發展、經濟結構調整指明了方向。 
    目前，計算機軟件、工業以太網絡和工業控制總線技術在衡器稱重系統中得到了初步的應用。首先在稱重軟件技術方面，主要用在三個方面，即物流方面的汽車衡、軌道衡稱重軟件、工業控制集成系統中的嵌入式稱重軟件以及綜合性稱重管理軟件。通過稱重軟件的使用，提高了工作效率、防作弊、維護了企業利益。但是，還存在三個問題，一是起步較晚、基礎薄弱，二是稱重軟件的費用較高，領導不夠重視，舍不得投入，三是開發難、標準化較差、實施難、維護成本高等問題。其次是在工業以太網和工業控制總線技術方面，都取得了較好的進展。比如梅特勒-托利多（常州）稱重設備系統有限公司研發的“基于互聯網技術的分布式稱重系統”。該系統允許分布于千里之外的多個稱重設備進行可靠的組網工作，而且支持自動故障報警和遠程診斷和故障排除。
    該系統具備實施成本低、通訊實時、可靠性高等特點，在工業過程、商業零售、高速公路車輛檢重等領域有著廣泛的應用。由濟南金鐘電子衡器股份有限公司研發的一種總線控制的自動配料系統，基于CAN總線的燒結配料系統在某焦化廠自動燒結配料系統中的應用。主要介紹系統的工藝流程、總體結構、軟件設計等，系統配置靈活、組態方便，現場應用的可靠性較好。存在的主要問題是，國內目前生產具有直接接入工業以太網的稱重儀表較少，已經落后于企業的需求。改變這種狀況的方法有三點，一是提高認識，加強重視程度，二是要引進和培養既懂衡器，又懂網絡技術的專業人員，三是投入資金，以便使網絡、信息衡器發展壯大。 
    熱點之五、開展OIML國際建議研究，促使衡器產品走向國際市場 
    OIML是國際計量法制組織的英文簡稱，針對衡器技術的指標，OIML針對不同的衡器產品，提出了不同的建議。如OIMLD-SW國際計量軟件指南、OMILR60稱重傳感器計量規程和OMILR51非自動分檢衡器等國際建議。開展這方面的研究，有利于衡器生產廠家在開發自己的衡器產品時更好地與國際接軌，使衡器產品達到國際水平，走向國際市場。 
    熱點之六、加強衡器基礎理論研究 
    衡器科技的發展離不開基礎理論的研究，當前，我國科學技術理論發展的速度日新月異，尤其是在計算機信息技術、控制工程、系統工程、材料科學、管理工程等方面都取得了豐碩的科研成果。與會專家一致認為：衡器科研人員要加強衡器基礎理論的研究，從傳感器到儀表，從稱重系統到網絡。在傳感器的研究上，要建立電阻應變片傳感器的動態模型，即彈簧-阻尼-單質量自由度系統，通過計算加速度來計算質量，在儀表技術上，要開展自動適應、自動調整、自我診斷、遠程管控、模糊控制、神經網絡、人工智能等方面的研究，在數據處理上，要開展高速動態稱重數據處理關鍵技術及應用，要開發動態稱重計算機軟件。在測量系統上，要開展重量與分選、X射線異物檢測一體化系統、多線檢重系統、車載稱重系統、車型自動識別系統等。在衡器可靠性方面，要加強抗干擾、防雷擊系統的研究。 
    雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭躍。在2007年我們還要面臨很多挑戰，我們與工業發達國家在衡器技術上還相差一定的距離，因此，我們要以飽滿的熱情去積極應戰，解放思想、大膽開拓、不斷創新，讓衡器科技之花更加鮮艷，更加光彩！
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