动态和数字称重技术发展概况与研究课题

　　1 概述

　　世界各国生产的产品有 60% 以上需要称重计量，而同一种产品在流通过程中，由生产厂家经运输或物流部门到销售商家，反复称重计量平均达 4 次之多，国与国之间物质的流通更需要称重计量，所用电子衡器的准确度既关系到国内外贸易结算，又涉及到广大消费者的利益，可见电子称重技术在国民经济中的意义和重要性。可以说电子称重技术的发展水平是衡量一个国家综合实力的重要标志之一，也是判断一个国家科学技术现代化程度与生产水平高低的重要依据。正因为如此，世界发达国家都极其重视称重传感器和电子衡器产品的研究、开发和应用，并把它定为国家优先考虑的重要计量科研项目。概括起来，电子称重技术的发展经历了下列几个阶段。

　　第一阶段为 20 世纪 50 年代，随着第二次世界大战后的经济繁荣，欧洲工业发达国家为了把衡器引入生产过程中，对机械衡器提出了加快称重速度、自动记录称量结果等新要求。通过对机械衡器结构和称重原理的分析，得出满足上述要求只有在机械衡器中纳入电子技术才能实现。于是为倾斜杠杆式机械衡器设计了新式打印机，其输出信号能控制商用结算器或记帐器，并且用电磁铁代替人工去操作按键，提高称量速度。这是电子技术首次进入机械衡器外围，是电子称重技术发展的初始阶段。这种带有新式打印机的倾斜杠杆秤于 1954 年投入使用后，很快在西方国家得到普及，并延续 10 年之久。

　　20 世纪 60 年代，由于工业生产的快速发展，带打印机的倾斜杠杆秤，已不能满足工业称重计量的需要，当时对衡器的要求是应能直接获取与被称物体重量成比例的电信号。此时恰逢应变式负荷传感器技术与工艺，经历了 20 多年的种种改进与提高开始批量生产，为开发电子衡器提供了理论和物质基础。美国衡器制造企业把应变式负荷传感器安装在机械轨道衡末级杠杆的端头，直接将重量转换为成比例的电量，通过称重显示控制仪表显示、打印称量结果，将这种电子化改造的秤称为机电结合秤。据有关资料介绍，美国在 60 年代中期利用上述方法改造了 3000 多台机械秤，使其成为机电结合式电子秤。当时的西德衡器制造者也利用此种方法对机械秤进行电子化改造，获得了西德政府的型式批准，并迅速推向市场，在欧洲一些国家得到广泛应用，这是电子称重技术发展的第二个阶段。

　　20 世纪 70 年代初，欧美一些衡器制造公司，为了突破机电结合秤利用多级杠杆传递被称物体重量的局限性，创造了利用多个应变式负荷传感器经串联、并联和混联的组合方式支撑承载器，配以专用的称重显示控制仪表，组成各种类型的全电子衡器。特别是根据平均值电路原理创造的 n 个负荷传感器并联组秤时，其总的相对误差为单个负荷传感器相对合成误差的 1/槡n 倍的理论，在利用应变式负荷传感器并联组装各种电子秤的实际应用中得到了全面验证，均取得了很好的称重计量与控制结果，使电子称重技术取得了突破性的进展。如果把应变式负荷传感器通过杠杆机构与承载器相连接的秤，称为混合电子秤或机电结合秤，那么多个应变式负荷传感器直接与承载器相连接的秤就是全电子秤，这是电子称重技术发展的第三个阶段。