一、 電子衡器總體趨勢(shì) 數(shù)字式稱(chēng)重系統(tǒng)正在全面取代模擬式稱(chēng)重系統(tǒng)! 1、 隨著用戶(hù)對(duì)貨物的稱(chēng)重精度和長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高,而模擬式 汽車(chē)衡,從重量感應(yīng)元(傳感器)采集傳輸出。來(lái)的信號(hào)為毫伏級(jí)模擬信號(hào),要傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心處理成稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù),一般要經(jīng)過(guò)20~30米的導(dǎo)線傳輸距離,有的甚至更長(zhǎng),毫伏級(jí)的模擬信號(hào),在傳輸過(guò)程當(dāng)中,會(huì)受溫度、濕度、電磁場(chǎng)干擾等影響而發(fā)生變化,所以傳輸?shù)絻x表數(shù)據(jù)處理中心時(shí)的信號(hào)會(huì)發(fā)生差異,導(dǎo)致稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)不精確、不真實(shí)和不穩(wěn)定。 2、 模擬式 汽車(chē)衡的偏載調(diào)試純粹依靠機(jī)械式電位器的手工調(diào)整,無(wú)法保證調(diào)試精確度(對(duì)大噸位的衡器尤為明顯)。在日常使用中,機(jī)械式電位器會(huì)因振動(dòng)、溫差等因素發(fā)生變化,固難以保證稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 3、 數(shù)字式汽車(chē)衡的重量感應(yīng)元(傳感器)采集傳輸出來(lái)的信號(hào)直接為數(shù)字信號(hào),眾所周知,數(shù)字信號(hào)不會(huì)受傳輸距離、溫度、濕度、電磁場(chǎng)干擾而發(fā)生變化,故能保證稱(chēng)重顯示數(shù)據(jù)與原始采集數(shù)據(jù)的一致性。 4、 數(shù)字式汽車(chē)衡的偏載調(diào)試完全由微電腦完成,消除了因手工調(diào)試而引起的調(diào)試誤差,貯存在微電腦中的調(diào)試數(shù)據(jù)也不會(huì)因振動(dòng)、溫差等因素發(fā)生變化,故保證了稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的精確度與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 5、 數(shù)字式汽車(chē)衡信號(hào)傳輸線上一旦被加裝遙控器,儀表顯示器會(huì)第一時(shí)間感知,并發(fā)出指令,使傳感器停止工作。因?yàn)殡娮悠?chē)衡大多安裝在露天,社會(huì)上有些人為謀取不法利益,對(duì)汽車(chē)衡秘密加裝重量信號(hào)遙控器,而模擬式汽車(chē)衡20~30米的信號(hào)傳輸通道恰恰是這些人加裝遙控器的主要位置,導(dǎo)致很多用戶(hù)的利益受到損害。 從上述概念來(lái)講,模擬式汽車(chē)衡已經(jīng)不適合社會(huì)發(fā)展了,勢(shì)必會(huì)被淘汰出稱(chēng)重領(lǐng)域,取而代之的是新一代數(shù)字式汽車(chē)衡.
二、汽車(chē)衡配件發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
作為組成汽車(chē)衡的核心部件—— 傳感器,自從上世紀(jì)四十年代電阻應(yīng)變片稱(chēng)重傳感器問(wèn)世以來(lái),就被衡器行業(yè)用在電子秤的生產(chǎn)制造中,在電子稱(chēng)重中起到關(guān)鍵的作用。但由于稱(chēng)重傳感器的結(jié)構(gòu)、彈性元件的金屬材料、機(jī)械加工與熱處理工藝、電阻應(yīng)變計(jì)與應(yīng)變粘結(jié)劑、制造工藝流程、電路補(bǔ)償與調(diào)整、防護(hù)與密封以及人工老化實(shí)驗(yàn)等因素的影響,使得它在準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和可靠性等方面的質(zhì)量指標(biāo)難以達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,由于輸出的是電壓毫伏信號(hào),所以,這種傳感器通常被稱(chēng)作模擬傳感器。 由于模擬稱(chēng)重傳感器電阻應(yīng)變轉(zhuǎn)換原理決定了其固有的輸出模擬信號(hào)小、輸出距離短、抗干擾能力差、安裝調(diào)拭不方便等缺點(diǎn),早在上世紀(jì)80年代人們?cè)趥鞲衅鳉?nèi)內(nèi)置了放大與A/D轉(zhuǎn)換電路,即模擬式傳感器+數(shù)字變送(放大與A/D電路),構(gòu)成了第一代“數(shù)字化稱(chēng)重傳感器”, 也就是我們俗稱(chēng)的“假數(shù)字”!雖然克服了模擬稱(chēng)重傳感器的信號(hào)小、傳輸距離短、抗干擾能力差等缺點(diǎn)。但由于傳感器的各項(xiàng)指標(biāo)受本身的制造、補(bǔ)償和調(diào)整工藝所決定,所以,沒(méi)有突破原有功能。目前,社會(huì)上98%以上的衡器企業(yè)因無(wú)實(shí)際研究開(kāi)發(fā)傳感器的能力,使用的是其它傳感器生產(chǎn)廠提供的這種“假數(shù)字”!還因?yàn)闆](méi)有數(shù)字儀表生產(chǎn)的核心技術(shù),導(dǎo)致這種產(chǎn)品的技術(shù)服務(wù)也成問(wèn)題,很多用戶(hù)對(duì)此很有意見(jiàn),但目前這些衡器廠無(wú)法解決。目前該類(lèi)傳感器使用比較普遍。 第二代數(shù)字式 稱(chēng)重傳感器是在第一代的基礎(chǔ)上增加了傳感器軟件智能化補(bǔ)償,叫做數(shù)字式智能化稱(chēng)重傳感器,通過(guò)數(shù)字補(bǔ)償電路和工藝,可以進(jìn)行線性、滯后、蠕變等補(bǔ)償,內(nèi)裝溫度傳感器,通過(guò)補(bǔ)償軟件可進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償,地址可調(diào),便于應(yīng)用與互換,遠(yuǎn)程診斷與校正。總體上講,這一階段的數(shù)字式智能化傳感器主要體現(xiàn)在傳感器本身的智能化補(bǔ)償與校正上。然而,嚴(yán)格意義上講,數(shù)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(bǔ)償與校正上,更重要的是要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的智能化。 第三代數(shù)字式智能稱(chēng)重傳感器由模擬式傳感器、數(shù)字變送(放大與A/D轉(zhuǎn)換)、傳感器軟件補(bǔ)償和智能化自控軟件組成,它具有敏感功能,能夠完成稱(chēng)重信號(hào)檢測(cè)和處理、邏輯判斷、閉環(huán)控制、雙響通訊、循環(huán)自檢和自診斷、自動(dòng)校正和補(bǔ)償、自動(dòng)計(jì)算等全部或大部分功能,克服了第二代數(shù)字式 稱(chēng)重傳感器的缺點(diǎn)。它既可以是整體型集成化結(jié)構(gòu),也可以是分離型模塊化結(jié)構(gòu)。最新的第三代數(shù)字智能化稱(chēng)重傳感器已應(yīng)用于各種智能化閉環(huán)控制多用途、多分量測(cè)量與高速動(dòng)態(tài)數(shù)字信號(hào)處理以及網(wǎng)絡(luò)通訊場(chǎng)合,此種傳感器屬于“真正的”數(shù)字傳感器!梅特勒托利多、寧波生泰度量衡有限公司等少數(shù)國(guó)際國(guó)內(nèi)汽車(chē)衡生產(chǎn)企業(yè),因核心部件都是自己研究開(kāi)發(fā)的、具備獨(dú)立配套能力,數(shù)字式汽車(chē)衡上配備都屬于第三代數(shù)字式智能稱(chēng)重傳感器,是真正的數(shù)字傳感器。 目前市場(chǎng)秩序比較混亂,用“假數(shù)字”擾亂客戶(hù)視線的現(xiàn)象比比皆是,從中牟取高額利潤(rùn),這種“假數(shù)字”其市場(chǎng)價(jià)格一般在1100~1500元/顆左右,而第三代“真數(shù)字”其價(jià)格一般在5500~9000元/顆,品質(zhì)方面有較好的保障,代表了衡器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
三、數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)
數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)是21世紀(jì)稱(chēng)重技術(shù)的新概念,它由數(shù)字傳感器和數(shù)字接線盒組成,關(guān)于數(shù)字傳感器的情況前面已做介紹,現(xiàn)在重點(diǎn)介紹一下數(shù)字接線盒的情況。 數(shù)字接線盒是英文Digital J-Box的中文名稱(chēng)。是延用模擬傳感器的“J-BOX”——接線盒名稱(chēng)。 模擬傳感器的接線盒是真正起接線作用的器件。而數(shù)字接線盒一般除沒(méi)有顯示功能外,包含了稱(chēng)重顯示器的基本功能,放大、數(shù)/模變換和數(shù)據(jù)傳輸。因此,從形式上看,數(shù)字接線盒也可視沒(méi)有顯示器的稱(chēng)重顯示器。另外現(xiàn)今的一些數(shù)字接線盒也備有稱(chēng)重值的顯示。因此要嚴(yán)格區(qū)分?jǐn)?shù)字接線盒和稱(chēng)重顯示器是無(wú)明確的界線。但與工業(yè)中使用的稱(chēng)重控制儀相比,數(shù)字接線盒只有通信接口,而無(wú)控制信號(hào)的輸入和輸出口。只通過(guò)通信接口RS485或RS232連到專(zhuān)用的顯示器或計(jì)算機(jī)。也有能與現(xiàn)場(chǎng)總線(Field bus)連接的數(shù)字接線盒,如gwt公司的PR1720。但是,數(shù)字接線盒和數(shù)字傳感器的出現(xiàn),雖然從表面上看與過(guò)去的模擬結(jié)構(gòu)沒(méi)有多大區(qū)別,而實(shí)際上在理念上確有完全不同的進(jìn)步。 當(dāng)前數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)在:能對(duì)傳感器通過(guò)微電子器件做數(shù)字化補(bǔ)償,使得我們對(duì)傳感器的制造主要關(guān)注其穩(wěn)能性。因?yàn)閿?shù)字化補(bǔ)償比模擬補(bǔ)償?shù)倪m應(yīng)范圍更寬,更靈活,更精確。第二,數(shù)字傳感器和數(shù)字接線盒可使每一只傳感器具有各自的地址,能檢測(cè)到相應(yīng)的未處理的原始稱(chēng)重信號(hào),可實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)重系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和診斷。第三,根據(jù)以上特點(diǎn),用數(shù)字系統(tǒng)可完成對(duì)靜態(tài)衡器的無(wú)砝碼校準(zhǔn),此功能在國(guó)外已得到認(rèn)可,在大多數(shù)字接線盒的操作說(shuō)明書(shū)均有無(wú)砝碼校準(zhǔn)的操作說(shuō)明。第四使用無(wú)砝碼校準(zhǔn)技術(shù),可以節(jié)省大量的人力、物力和時(shí)間。 數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)在國(guó)外得到認(rèn)可,使用至今也就近十年的時(shí)間,它的很多潛在的優(yōu)點(diǎn)還未充分發(fā)揮,目前在配料秤、定量秤/包裝秤和冶金、鋼鐵行業(yè)的大型衡器無(wú)砝碼方面的運(yùn)用,已顯示出模擬數(shù)字顯示稱(chēng)重儀表所不能完成的優(yōu)點(diǎn),遺憾的是“無(wú)砝碼校準(zhǔn)技術(shù)”在衡器廠家方面應(yīng)該說(shuō)從理論上和技術(shù)上都可以達(dá)到要求,在我國(guó)除在汽車(chē)衡四角偏載方面得到認(rèn)可和運(yùn)用外,在其它方面還很少使用和得到認(rèn)可。各地計(jì)量局/所對(duì)此態(tài)度和做法并不一致,有的省份認(rèn)可,有的省份要求一定要用老的方法,從這一點(diǎn)上說(shuō),需要國(guó)家有關(guān)部門(mén)出面規(guī)范。
四、基于網(wǎng)絡(luò)的信息稱(chēng)重系統(tǒng)
隨著全球信息技術(shù)飛速發(fā)展,尤其是Internet的出現(xiàn)及其應(yīng)用的普及,使得信息技術(shù)得以迅速滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入了信息化時(shí)代。信息資源已成為與材料和能源同等重要的戰(zhàn)略資源;信息技術(shù)正以其廣泛的滲透性和無(wú)與倫比的先進(jìn)性與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合;信息產(chǎn)業(yè)已發(fā)展為世界范圍內(nèi)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn);信息化水平已經(jīng)成為衡量企業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。因此黨的十六大報(bào)告提出了“走新型工業(yè)化道路,要堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化”,為企業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整指明了方向。 五、開(kāi)展OIML國(guó)際建議研究,促使衡器產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)
OIML是國(guó)際計(jì)量法制組織的英文簡(jiǎn)稱(chēng),針對(duì)衡器技術(shù)的指標(biāo),OIML針對(duì)不同的衡器產(chǎn)品,提出了不同的建議。如OIML D-SW國(guó)際計(jì)量軟件指南、OMIL R60 稱(chēng)重傳感器計(jì)量規(guī)程和OMIL R51非自動(dòng)分檢衡器等國(guó)際建議。開(kāi)展這方面的研究,有利于衡器生產(chǎn)廠家在開(kāi)發(fā)自己的衡器產(chǎn)品時(shí)更好地與國(guó)際接軌,使衡器產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際水平,走向國(guó)際市場(chǎng)。
六、加強(qiáng)衡器基礎(chǔ)理論研究
衡器科技的發(fā)展離不開(kāi)基礎(chǔ)理論的研究,當(dāng)前,我國(guó)科學(xué)技術(shù)理論發(fā)展的速度日新月異,尤其是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、控制工程、系統(tǒng)工程、材料科學(xué)、管理工程等方面都取得了豐碩的科研成果。與會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為:衡器科研人員要加強(qiáng)衡器基礎(chǔ)理論的研究,從傳感器到儀表,從稱(chēng)重系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)。在傳感器的研究上,要建立電阻應(yīng)變片傳感器的動(dòng)態(tài)模型,即彈簧-阻尼-單質(zhì)量自由度系統(tǒng),通過(guò)計(jì)算加速度來(lái)計(jì)算質(zhì)量,在儀表技術(shù)上,要開(kāi)展自動(dòng)適應(yīng)、自動(dòng)調(diào)整、自我診斷、遠(yuǎn)程管控、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等方面的研究,在數(shù)據(jù)處理上,要開(kāi)展高速動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用,要開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)算機(jī)軟件。在測(cè)量系統(tǒng)上,要開(kāi)展重量與分選、X射線異物檢測(cè)一體化系統(tǒng)、多線檢重系統(tǒng)、車(chē)載稱(chēng)重系統(tǒng)、車(chē)型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等。在衡器可靠性方面,要加強(qiáng)抗干擾、防雷擊系統(tǒng)的研究。
七、可持續(xù)發(fā)展與核心競(jìng)爭(zhēng)力建立
企業(yè)的生存與發(fā)展,是靠?jī)r(jià)格還是靠產(chǎn)品的創(chuàng)新?產(chǎn)品創(chuàng)新是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的先決條件,產(chǎn)品創(chuàng)新的源動(dòng)力是利潤(rùn),產(chǎn)品創(chuàng)新中,附加值最大的地方是產(chǎn)品設(shè)計(jì)。因此,我們要在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),老產(chǎn)品功能擴(kuò)展上進(jìn)行創(chuàng)新,同時(shí)還要為產(chǎn)品創(chuàng)新創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境,進(jìn)行公平競(jìng)爭(zhēng)。 雄關(guān)漫道真如鐵,而鷹騰步從頭躍。我們與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在衡器技術(shù)上還相差一定的距離,因此,我們要以飽滿(mǎn)的熱情去積極應(yīng)戰(zhàn),解放思想、大膽開(kāi)拓、不斷創(chuàng)新,讓鷹騰衡器更加鮮艷,更加光彩!
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