就我國地磅的現狀，以及（jí）對未來的發展方向（xiàng）談談。結合我（wǒ）國數位稱重測（cè）力領域資深專家近年來的觀點，從宏觀的角度對稱重測力技術領域做了全（quán）麵的分（fèn） 析。為我（wǒ）國稱重測力技術，乃至地磅工業的發展提供有力的（de）保障。

稱重測力技術是地（dì）磅工業（yè）的核心，是自動化 控製（zhì）和貿易計量的重要手段，是現代化建設中不 可或缺的技術工具。如應用於電站、化工等企業 的鍋（guō）爐（lú）燃煤係統，可（kě）有效利用能源.加強企（qǐ）業管 理；應用於冶金等行業的（de）張力、乳製力的測量， 能節約原（yuán）材（cái）料提高產品質（zhì）量；用於（yú）港口、車站、 機場，可加快海、陸、空運輸的計量速度（dù），提高（gāo） 作業效（xiào）率，增加商貿（mào）經濟效（xiào）益；在國際貿易中， 還可提高國家（jiā）主權地位（wèi）。我們要充分利用“十一 五”的（de）發展機遇與挑戰。本文結合我國數位（wèi）資深 專家（jiā） 的 觀 點 , 來分 析我 國 衡 器 工 業 發 展 的 現 狀 , 並對其進行展望。

一、技術前沿

1.動態稱重是稱重領域的（de）重大難題 動態稱重(Weigh in Motion. WIM)是一項複雜的技術。現有的機械衡器和電子衡器都離不開兩 個必需條件：一是重力場，二是（shì）靜力平衡，因此 將這些稱為靜態衡。實質（zhì）上物體的質量是不能直（zhí） 接進行測試的，它是基於牛頓第二定律所描述的 所有的物質慣（guàn）性特性而建立的，即F=ma的特殊（shū）形 式，W=mg式中g為重力場的重力加速度。但在科 研、生（shēng）產（chǎn）中，常常需要對運動中的物（wù）體進行稱重， 這時靜態質量測量法（fǎ）和靜態電子秤（chèng）就無能為力了。

為了解決稱（chēng）重領域的這（zhè）一重大難題。國外學 者早在20世紀（jì）80年代中期就開始了研究工（gōng）作， 並巳取得階段性的成果。目前，動態稱重技術（shù）巳 經有了新（xīn）的進展。對物（wù）體在運動（dòng）中進行稱重是由 稱重（chóng）傳感器和稱重控製儀表等部分組成的動態稱 重係統，嚴格來講它是一種數據采集係統，並沒 有實現（xiàn）閉環的自（zì）動控製。也就是說（shuō），它隻對係統 給出的信（xìn）號值（zhí）進行數字濾波、估算等特征性的處 理。所以目（mù）前（qián）的動態稱重方法（fǎ）主要是以（yǐ）信號處理 為主的（de）一種方法。實際上影響動態稱重測量值和 真值之間的（de）誤差（chà）主要取（qǔ）決於動態稱重時的擾動和 稱重係統的量值傳遞函數。近年來（lái）我國動態稱重 技術的發展也取得了豐碩的成果，比如通過軟件 補償的電子鋼絲（sī）秤、公路車輛檢測用的軸重秤、 以及新型動態稱重模塊的研製等等。我們應該（gāi）不懈努力（lì）、繼續創新，隻有這（zhè）樣我們才會取得更大 的收（shōu）獲。

2.動態稱重中（zhōng）需要攻關的技術及裝備

運動（dòng）中的物體快速通過稱量設備產生的信號 可看作是物（wù）體的靜態稱重（chóng）信號與動態的物體振動 信號的疊加。采用各種手段將振動的影響降低到 最小是動態稱重技術的核心。為此（cǐ）在動態稱重領 域必須解決如下關（guān）鍵技術及裝置。

（1）快速動態響應的（de）高精度稱重傳感器和高精 確度快速動態稱重儀表技術（shù）及裝備。稱重傳（chuán）感器 技術包括動（dòng）態傳感器測試以及模擬（nǐ）試（shì）驗場（chǎng）地及裝（zhuāng） 置等。傳統的電阻應（yīng）變式稱重傳感（gǎn）器，由於動（dòng）態 響應（yīng）較慢巳跟不上高速動態稱重場（chǎng）合而（ér）石英晶體 稱重（chóng）傳（chuán）感器以其頻率響應寬、動態稱重速度（dù）快、 稱重（chóng）信號穩定的特點尤其受到青睞，在國外己有 實際現場安裝應用的實例。這項技術在我國還屬 於弱項。稱（chēng）重（chóng）儀表技術包括軟件開發裝置、模擬 試驗裝置、儀表全（quán）性能測試設備、數字信號處理 器(DSP)係統（tǒng）的快速動（dòng）態稱重CPU結（jié）構設計、高速（sù）動態稱重軌道衡等。

（2）高速動態稱重數據處理關鍵技術及應用。 包括振動與自（zì）振頻（pín）率測試、頻譜分（fèn）析、函數記錄、 阻尼係數測（cè）試（shì）、多普勒雷達測速等。用先進的、 最新的信號處理方（fāng）法一經驗模分解法(EMD)將稱 重信號中的動態分量分離出來，從而得到反映真 實（shí）軸重的穩態值。

（3）動態稱（chēng）重的測試環境和實驗條件。建立（lì）動 態稱重測試環境和對測（cè）試環境的有效分析是解決 動態稱重技術的重要保障，它為其提供強有力保 障的技術數據和分析數（shù）據。模擬仿真階（jiē）段我國巳 取得了（le）一（yī）定成果，現場實施階段我（wǒ）們（men）必須孤（gū）注一 擲的（de）去攻（gōng）關（guān）。

3.無線傳感器網絡

無線傳感器網絡 WSN(Wireless Sensor Network)

是一種自（zì）組織網絡，通過大（dà）量低（dī）成本、資源受限 的傳感節點（diǎn）設備協（xié）同工作實現某一特定任務（wù）。它 是（shì）信息感知和采集技術的一場（chǎng）革命，是21世紀最 重要（yào）的技（jì）術之一。

傳（chuán）感器網絡為在（zài）複雜的環境中部署大規模的 網絡（luò），為進行實時數據采集與處（chù）理帶來了希望。 WSN在其他傳感檢測係統中的應用巳經為它（tā）在稱 重測力技術應用中奠定了（le）基礎。

4.多分量測力技術（shù）是一項新興技術

對空間任一力值矢量在擇定的三維坐標係中 最多可被分（fèn）解為6個分量即3個力值分量Z、X、 Y和3個力矩分量Mx、My、 Mz。多（duō）分量測力技術 即是指對6個分量中的至（zhì）少兩個分量同時進（jìn）行測 量的（de）技術。

隨著（zhe）科學技術的不斷發展尤其是國防科（kē）技的 不斷發展多（duō）分量測力（lì）技術的（de）應用也（yě）越來越廣（guǎng）。如 用於飛行器模型風洞實驗和（hé）直升機旋（xuán）翼動力學研 究（jiū）中的多分力天平、用於測量和控製機（jī）器人（rén）關節 的多分量力傳感器、用於汽車輪胎性能檢測的多 分量測力儀、以及石油鑽探受力測量、發動機推 力矢量測試等近10年發展起來的用多分量（liàng）測力儀 進行測力機(材料試驗機（jī）等)性能（néng）的檢（jiǎn）測應用不僅大 大豐富了（le）多分（fèn）量測力儀的應用領域而且很大程度 上提（tí）高了多分量測力儀的設計、製（zhì）造（zào）、試驗及（jí）應 用水平。

我國衡器（qì）工業發展到今天巳經取得了突破性（xìng） 的進（jìn）展，隨著自動化控製技術的發展，擺在我們 衡器工業人麵前的問題也是層出不窮（qióng），除（chú）了上述 外還有諸如：冶金、化工、鑄造、航天、核電（diàn）等 行業對高溫電子秤需求迫切；張力在線動態檢測 傳感器；連鑄鋼坯定（dìng）尺定重切割技（jì）術等都己擺在（zài） 我們麵前，要求我（wǒ）們去不（bú）斷開拓。

二、發展趨勢

1.光纖光柵稱重傳感器研究

近年來，光（guāng）纖光柵傳感器己被廣泛研（yán）究和發 展（zhǎn）。由於光纖傳感器具有小尺寸、高靈敏度、抗 電磁幹（gàn）擾和易組（zǔ）成準分布測量等優點，使其成為（wéi） 測量應變、溫度、壓強、加速度、衝擊力等物（wù）理 量的理想傳感器。滿足布喇格反射條（tiáo）件的光纖光柵反射波長，在外界物理場的作用下，因其柵格 周期或折射率的改變而發生漂移。利用光纖布喇 格光柵(Fiber Bragg Gyration, FBG)進行傳感，最大

的優點在於（yú）FBG的波長絕對編碼特性，這使（shǐ）得測 量結果不受（shòu）光（guāng）源功率的波動和係統損耗的影響（xiǎng）。 而且采用光纖傳（chuán）感技術可以組成分布式網絡，符（fú） 合現代智能網絡化發展。

由於光纖光柵作為傳感器相對於傳統傳感器 有以（yǐ）上優勢，近期（qī）圍繞著光纖光柵應用在稱重領 域的研究巳有大量報道。巳（sì）發表的研究報告中對 光纖稱（chēng）重傳感（gǎn）器研究有了實（shí）質（zhì）性的突破。

2.動態稱重和數字（zì）稱重是（shì）電子（zǐ）稱（chēng）重技術發展 的必然趨勢

其中數字稱重係統與模（mó）擬稱重係統（tǒng）的根本區 別是：（1)模擬稱重係統其最底層的溯源器是標準 法碼，而（ér）數字稱重係統為（wéi）標準（zhǔn）力源，這一特（tè）性奠 定了數字電子衡器（qì）無法碼檢定的理（lǐ）論（lùn）基礎，為工 業稱重（chóng）計量節省了大（dà）量人力物力。（2)數字稱重係 統可對本係統內的每一個稱重傳感器有識別、自 檢（jiǎn）、控製的（de）能力，大大（dà）提高了係統（tǒng）的自動（dòng）控（kòng）製能 力。正（zhèng）是數字稱（chēng）重技（jì）術克服（fú）了模擬稱重係統固有 的缺（quē）點，使稱重計量技術跟上現代（dài）工業生產過程 自（zì）動（dòng）化、智能（néng）化的發展潮流。所以數字稱重傳感 技術是現代稱（chēng）重計量與控製係統工程的重要發展（zhǎn） 方向，能（néng）適應代（dài）表現代控製技術發展（zhǎn）趨勢的現場 總線、控製網絡和信息網絡技術發展的需要。

3.地磅向小型化、模塊化、集成化、智 能化及綜合化發展

根據國內外市場需求可將電子衡器的發展趨勢 歸納為：小型化、模塊化（huà）、集成化、智能化及綜合 化（huà）。（1)小型化：電子平台秤其結構就體現了體積（jī） 小、高度低、重量輕，即小、薄、輕的發展方向。 (2)模塊化：如大型（xíng）動態電子汽車衡等，秤（chèng）體采（cǎi）用幾（jǐ） 種等寬度的標準模塊，經組合可形成5〜28m的多 種規格秤體。這種模塊化的分體（tǐ）式結構提高了產（chǎn）品 的通（tōng）用性、互換性和可靠性，還降低了成（chéng）本。（3)集 成化：實現秤體與（yǔ）稱重傳感器、鋼軌與（yǔ）稱重傳（chuán）感 器、軌道衡秤體與鐵路線路的一體（tǐ）化或集成。（4)智 能化：稱（chēng）重顯示控製器與電子計算機相結合，利用 後者的智能來增強前者的功能（néng），從（cóng）而使電子衡器能 夠進行推（tuī）理、判斷、自診（zhěn）斷、自（zì）適（shì）應以及自組織 等。（5)綜合化：綜合各種技術來同時解決稱重計 量、自動（dòng）控製、信息處理等問題。