1940年美國BLH公司和Revere公司總工程師A.Thurston（瑟斯頓）利用SR一4型電阻應(yīng)變計研制出圓柱結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式負荷傳感器，用于工程測力和稱重計量，成為應(yīng)變式負荷傳感器的。1942年在美國應(yīng)變式負荷傳感器已經(jīng)大量生產(chǎn)，至今已有60多年的歷史。

    前30多年，是利用正應(yīng)力（拉伸、壓縮、彎曲應(yīng)力）的柱、筒、環(huán)、梁式結(jié)構(gòu)負荷傳感器的一統(tǒng)天下。在此時期內(nèi)，英國學者杰克遜研制出金屬箔式電阻應(yīng)變計，為負荷傳感器提供了較理想的轉(zhuǎn)換元件，并創(chuàng)造了用熱固膠粘貼電阻應(yīng)變計的新工藝。美國BLH公司和Revere公司經(jīng)過多年實踐創(chuàng)造了負荷傳感器電路補償與調(diào)整工藝，提高了負荷傳感器的準確度和穩(wěn)定性，使準確度由40年代的百分之幾量級提高到70年代初的0.05量級。但在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題也很突出，主要是：加力點變化會引起比較大的靈敏度變化；同時進行拉、壓循環(huán)加載時靈敏度偏差大；抗偏心和側(cè)向載荷能力差；不能進行小載荷測量。上述缺點嚴重制約了負荷傳感器的發(fā)展。

    后30多年，經(jīng)歷了70年代的切應(yīng)力負荷傳感器和鋁合金小量程負荷傳感器兩大技術(shù)突破；80年代稱重傳感器與測力傳感器*分離，制定R60建議和研發(fā)出數(shù)字式智能稱重傳感器兩項重大變革；90年代在結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝中不斷納入高新技術(shù)迎接新挑戰(zhàn)，加速了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。

    1973年美國學者霍格斯特姆為克服正應(yīng)力負荷傳感器的固有缺點，提出不利用正應(yīng)力，而利用與彎矩無關(guān)的切應(yīng)力設(shè)計負荷傳感器的理論，并設(shè)計出圓截工字形截面懸臂剪切梁型負荷傳感器。打破了正應(yīng)力負荷傳感器的一統(tǒng)天下，形成了新的發(fā)展潮流。這是負荷傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計的重大突破。

    1974年前后美國學者斯坦因和德國學者埃多姆分別提出建立彈性體較為復雜的力學模型，利用有限單元計算方法，分析彈性體的強度、剛度，應(yīng)力場和位移場，求得*化設(shè)計。為利用現(xiàn)代分析手段和計算方法設(shè)計與計算負荷傳感器開辟了新途徑。

    70年代初中期，美、日等國的衡器制造公司開始研發(fā)商業(yè)用電子計價秤，急需小量程負荷傳感器。傳統(tǒng)的正應(yīng)力和新研制的切應(yīng)力負荷傳感器都不能實現(xiàn)幾公斤至幾十公斤量程范圍內(nèi)的測量。美國學者查特斯提出用低彈性模量的鋁合金做彈性體，采用多梁結(jié)構(gòu)解決靈敏度和剛度這對矛盾。設(shè)計出小量程鋁合金平行梁型負荷傳感器，同時指出平行梁負荷傳感器是基于不變彎矩原理，使利用平行梁表面彎曲應(yīng)力的正應(yīng)力結(jié)構(gòu)，具有切應(yīng)力負荷傳感器的特點，為平行梁結(jié)構(gòu)負荷傳感器的設(shè)計與計算奠定了理論基礎(chǔ)，形成了又一個發(fā)展潮流。

    蠕變是電阻應(yīng)變計和鋁合金負荷傳感器經(jīng)常遇到和必需解決的關(guān)鍵問題。1978年前蘇聯(lián)學者科洛考娃通過對一維力學模型和應(yīng)變傳遞系數(shù)的分析，提出控制電阻應(yīng)變計敏感柵的柵頭寬度與柵絲寬度的比例，可以制造出不同蠕變值電阻應(yīng)變計的理論，并成功的研制出系列蠕變補償電阻應(yīng)變計。對低容量鋁合金負荷傳感器減小蠕變誤差，提高準確度起到至關(guān)重要的作用，使電子計價秤用鋁合金負荷傳感器多品種、大批量生產(chǎn)成為可能。

    由于電子稱重技術(shù)的迅速發(fā)展，負荷傳感器性能的評定方法，已不能滿足采用階梯公差帶評定準確度等級電子衡器的需要，急需與電子衡器準確度評定方法相適應(yīng)的計量規(guī)程。80年代初，法制計量組織（OIML）質(zhì)量測量指導秘書處決定將用于電子稱重的傳感器與用于測力的傳感器*分離，由美國負責的第8報告秘書處起草《稱重傳感器計量規(guī)程》。經(jīng)過OIML成員國書面表決后，在1984年10月第7屆法制計量大會上正式批準，并于1985年以O(shè)IML，R60建議頒布，下發(fā)到各成員國。目前各國正在執(zhí)行的是R60的2000年版。可以說R60《稱重傳感器計量規(guī)程》是各國稱重傳感器進入市場的“通行證”。

    隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)對數(shù)字化電子衡器的需求愈來愈多，提出用數(shù)字稱重系統(tǒng)突破模擬稱重系統(tǒng)局限性的要求，對此模擬式稱重傳感器就無能為力了。因為在此之前，稱重傳感器的研究都集中在硬件方面，例如：創(chuàng)新彈性體結(jié)構(gòu)，改進制造工藝，完善電路補償與調(diào)整等。模擬式稱重傳感器的輸出信號小，抗干擾能力差，傳輸距離短，稱重顯示控制儀表復雜，組秤調(diào)試周期長等缺點依然如故。為滿足數(shù)字化電子衡器的需求，美國TOLEDO、STS和CARDINAL公司，德國HBM公司等先后研制出整體型和分離型數(shù)字式智能稱重傳感器，并以其輸出信號大，抗干擾能力強，信號傳輸距離遠，易實現(xiàn)智能控制等特點，成為數(shù)字化電子衡器和自動稱重計量與控制系統(tǒng)的必選產(chǎn)品，形成一個開發(fā)熱點。

    90年代，由于稱重傳感器的設(shè)計與計算等基本技術(shù)趨于成熟，稱重傳感器的發(fā)展側(cè)重于工藝研究和應(yīng)用研究，在產(chǎn)品標準化、系列化、工程化設(shè)計和規(guī)模化生產(chǎn)工藝等方面都有很大進步，主要是：

    在結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計中引入計算機擬實技術(shù)和虛擬技術(shù)；

    在彈性體加工中納入柔性制造技術(shù)；

    在生產(chǎn)工藝中采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；

    在穩(wěn)定處理中移植了振動時效、共振時效新工藝；

    在測試檢定中創(chuàng)造了自動快速檢測和動態(tài)比對方法。

    應(yīng)用技術(shù)研究也有突破性進展：在傳統(tǒng)稱重模塊的基礎(chǔ)上，研制出新式稱重模塊。這是應(yīng)用新技術(shù)面對新挑戰(zhàn)的典型產(chǎn)品。其特點是組件化設(shè)計，具有“即插即用”功能，可減少由于偏重、熱效應(yīng)影響，偶然超載等引起的稱重誤差，并可承受由于振動、沖擊、攪拌或其它外力引起的偏重。總之，70年代兩項技術(shù)突破，80年代兩個重大變革，90年代納入高新技術(shù)面對新挑戰(zhàn)的研發(fā)理念，極大地促進了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。

    二、國外稱重傳感器技術(shù)現(xiàn)狀及快速發(fā)展原因

    工業(yè)與商業(yè)電子秤用稱重傳感器技術(shù)與制造工藝，美、德等工業(yè)發(fā)達國家的制造公司處于市場*的地位，我國具有一定規(guī)模的稱重傳感器制造公司處于市場挑戰(zhàn)者或市場追隨者地位。家用電子秤用稱重傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)中心在中國，在深圳，制造技術(shù)、工藝水平、產(chǎn)品質(zhì)量和年產(chǎn)量逐年提高。

    當今市場稱重傳感器技術(shù)的競爭，集中表現(xiàn)在產(chǎn)品的準確度、穩(wěn)定性和可靠性的競爭；制造技術(shù)與制造工藝的競爭；應(yīng)用高新技術(shù)研發(fā)新產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的競爭。各稱重傳感器制造企業(yè)都在努力培植自己的核心競爭技術(shù)和打造核心競爭產(chǎn)品。

    從近幾年衡器工業(yè)展覽會上展出的產(chǎn)品和對多家處于市場*地位的企業(yè)產(chǎn)品的分析可以得出這些企業(yè)的共同追求是：彈性體材質(zhì)更精良；電阻應(yīng)變計、補償元器件的技術(shù)要求和環(huán)境應(yīng)力篩選更嚴格；制造工藝更精細；電路補償工藝更完善；外觀質(zhì)量更。

    稱重傳感器的準確度、穩(wěn)定性和可靠性是重要的質(zhì)量指標，同時也是用戶zui關(guān)心的問題。對此，這些企業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝、電路補償與調(diào)整和穩(wěn)定性處理等方面進行許多研究與試驗工作，取得較大進展，主要成果有：

    （1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算過程中，引入計算機擬實技術(shù)進行動態(tài)仿真，動力學分析；在工藝設(shè)計過程中引入計算機虛擬技術(shù)，對彈性體生產(chǎn)工藝進行模擬和檢驗；

    （2）在彈性體加工中，納入*制造技術(shù)，變剛性制造為柔性制造。普遍采用加工中心、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)；

    （3）在生產(chǎn)全過程中，盡量減少手工操作、人為控制，增加半自動與自動控制、自動檢驗工序，并在生產(chǎn)工藝中采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；

    （4）改進、創(chuàng)新工藝裝備，實現(xiàn)智能電路補償，建立全自動快速檢測系統(tǒng)，提高C3級產(chǎn)品成功率和大批量生產(chǎn)產(chǎn)品的抽檢合格率；

    （5）移植*穩(wěn)定處理技術(shù)與裝備，實施振動時效或共振時效新工藝，提高稱重傳感器的長期穩(wěn)定性和工作可靠性；

    （6）應(yīng)用高新技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，增強核心競爭力。處于市場引導地位的企業(yè)都有自己的核心競爭技術(shù)、工藝和產(chǎn)品，例如：正負蠕變電橋的“O蠕變”稱重傳感器；鈹青銅動態(tài)稱重傳感器；整體型和分離型數(shù)字式智能稱重傳感器；高準確度不銹鋼3柱、4柱高溫稱重傳感器；組件化設(shè)計的“即插即用”型新式稱重模塊等。

    國外稱重傳感器技術(shù)發(fā)展特點及快速發(fā)展的原因：

    （1）重視基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)的研究，作到基礎(chǔ)研究與預先研究并行；共性關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用技術(shù)研究并行；典型產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)品工程化并行。保證基礎(chǔ)技術(shù)與基礎(chǔ)工藝（電阻應(yīng)變計、應(yīng)變粘結(jié)劑、補償元器件、防護與密封材料等）一直處于世界地位。

    （2）重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和制造技術(shù)、制造工藝的研究與應(yīng)用。配置優(yōu)良的工藝裝備和檢測儀器，特別是智能化工藝設(shè)備，作到工藝裝備；

    （3）描準世界稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展潮流和戰(zhàn)略前沿，確定研究課題和產(chǎn)品開發(fā)方向。重視新產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的開發(fā)，增強核心競爭力。其技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)的標準是：具有較高的技術(shù)先導性，工藝*性，市場擴散性，效益增殖性。使技術(shù)與工藝始終處于世界地位。

    （4）重視稱重傳感器的可靠性設(shè)計、控制與管理，嚴格設(shè)計符合性控制和工藝可靠性控制，努力使工藝兌現(xiàn)率達到。

 

    （5）重視市場競爭，加強市場調(diào)查與分析，快速響應(yīng)市場。21世紀的市場競爭，是以市場響應(yīng)速度為焦點，以改進和創(chuàng)新產(chǎn)品為基礎(chǔ)。

 

    （6）重視相關(guān)法規(guī)和規(guī)程的學習，全面理解并認真執(zhí)行，保證生產(chǎn)的每一個產(chǎn)品都符合要求。

 

    正因為如此，國外的稱重傳感器品種繁多，規(guī)格齊全，合金鋼、鋁合金、不銹鋼、鈹青銅制品*；水下、鉆井下測量，耐壓防爆、抗輻射、耐腐蝕產(chǎn)品；微小和超大量程；多稱量與動態(tài)稱量；集成化與模塊化結(jié)構(gòu)任用戶選購。并作到產(chǎn)品的內(nèi)在與外觀質(zhì)量并重，近幾年外觀質(zhì)量的改進與提高十分明顯，基本沒有噴漆產(chǎn)品，幾乎全部是亮光或亞光化學鍍鎳、鍍鉻，烤漆，噴塑，瓷質(zhì)陽極化和不銹鋼產(chǎn)品。個別產(chǎn)品的外形已融入人性化設(shè)計。

 

    目前的研發(fā)熱點是：

 

    數(shù)字式智能稱重傳感器的數(shù)字補償技術(shù)與補償工藝，及其應(yīng)用技術(shù)；

 

    快速、低速動態(tài)、動態(tài)稱重傳感器的研制及阻尼技術(shù)；

 

    高溫稱重傳感器制造工藝，高溫穩(wěn)定性及應(yīng)用技術(shù)；

 

    耐壓、防爆型稱重傳感器及耐壓外殼設(shè)計與試驗技術(shù)；

 

    組件化設(shè)計的“即插即用”的新式稱重模塊；

 

    利用鋇和鈮代替鎳制作靈敏度溫度補償電阻的研究。

 

    三、我國稱重傳感器技術(shù)現(xiàn)狀及主要差距

 

    盡管我國航空、航天工業(yè)部門早在20世紀50年代末期就開始研究應(yīng)用應(yīng)變式負荷傳感器，但并未向民用發(fā)展。就全國而言，負荷傳感器的研制與生產(chǎn)起步較晚，60年代只有幾個廠家生產(chǎn)普通精度等級的應(yīng)變式測力傳感器。結(jié)構(gòu)單一，只有圓柱、圓環(huán)兩種結(jié)構(gòu)，基本不進行電路補償與調(diào)整，有的產(chǎn)品甚至用外部平衡箱調(diào)整零點。

 

    80年代初，全國有20余個企業(yè)用資一億元人民幣，用匯1300萬美元，從美、日等國引進應(yīng)變式負荷傳感器制造技術(shù)與工藝裝備，進行學習、消化、吸收。經(jīng)過仿制和試生產(chǎn)后，開始多品種小批量生產(chǎn)，推向市場后，取得相當可觀的效益。當時人們對此產(chǎn)品的總結(jié)是：多品種、小批量、低成本、高收益、投資少、見效快。引起不少行業(yè)的個人和企業(yè)的關(guān)注，紛紛進入此行業(yè)，生產(chǎn)廠家從70年代的20多個迅速增加到100多個，年產(chǎn)量與日本相當，達到100多萬只。

 

    隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，各行業(yè)對電子衡器的需求不斷增加，極大的促進了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。80年代中期到90年代中期，是我國稱重傳感器技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，品種和規(guī)格迅速增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的十年。不少廠家都改進或增加工藝裝備、檢測儀表，購置智能溫度補償裝置和靈敏度溫度補償設(shè)備，實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)。90年代中期稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)增加到160多個，年產(chǎn)量200多萬只。除滿足國內(nèi)市場需求外，十余個企業(yè)開始小批量出口，呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢頭。

 

    盡管稱重傳感器是國家強制管理的法制計量器具，應(yīng)當比較難進入此行業(yè)，但由于種種原因?qū)е烈恍┢髽I(yè)和個人很容易進入，造成市場擁擠，加劇了市場競爭。終于在90年代中期爆發(fā)了價格大戰(zhàn)，誰的價格低，誰就是大贏家，而且逐年升級越演越烈，已經(jīng)到了走火入魔的程度。價格大戰(zhàn)的惡果是技術(shù)進步緩慢，工藝水平下降，質(zhì)量問題嚴重，管理監(jiān)督失控。zui初的受害者是廣大用戶，zui終的受害者是企業(yè)自己，是整個稱重傳感器行業(yè)。帶著這些問題進入21世紀，稱重傳感器與工業(yè)發(fā)達國家的差距非但未縮小，反而加大了。近幾年國家監(jiān)督抽查結(jié)果就是例證。

 

    2002年國家監(jiān)督抽查7省市，16個企業(yè)，共48只稱重傳感器，合格18只，合格率37.5%。30只不合格產(chǎn)品來自10個企業(yè)，不合格原因全部是溫度性能超差。更為嚴重的是在16個企業(yè)中，只有一個企業(yè)嚴格執(zhí)行國家標準。如果變抽查為全面檢查，合格率會更低。國家監(jiān)督抽查結(jié)果真實的反應(yīng)了我國稱重傳感器總體技術(shù)、工藝和管理水平。合格率低的主要原因是：質(zhì)量意識差，不依法組織生產(chǎn)；對R60建議和國家標準不理解、不執(zhí)行，錯誤的把0.02級與C3級等同起來；在利益驅(qū)使下改材料、換元件、減工藝，只求勉強合格或人為合格。

 

    我國稱重傳感器與工業(yè)發(fā)達國家處于市場引導地位企業(yè)產(chǎn)品的主要差距是：

 

    （1）結(jié)構(gòu)類型偏少，品種規(guī)格不全，特種用途產(chǎn)品奇缺；

 

    （2）準確度等級較低，C3級成功率不高；

 

    （3）穩(wěn)定性和可靠性較差，返修率高，工作壽命低；

 

    （4）產(chǎn)品標準化、工程化水平和企業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度較低，產(chǎn)品技術(shù)指標的均一性差；

 

    （5）外觀質(zhì)量雖有提高，但仍有較大差距；

 

    （6）工藝裝備、檢測手段不夠*且不配套，生產(chǎn)工藝中手工操作、人為控制成份大，“作坊手藝”痕跡較深，人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大；

 

    （7）創(chuàng)新產(chǎn)品和自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品少，低水平重復產(chǎn)品多，貼牌加工、直接出口產(chǎn)品少；

 

    （8）企業(yè)沒有核心競爭技術(shù)和產(chǎn)品，市場調(diào)查不夠，市場響應(yīng)速度太慢，造成無法與市場融合。

 

    總之，制造工藝差距zui大，通常將制造工藝分為：

 

    支持工藝一一彈性體鍛造、機械加工、熱處理和表面處理等；

 

    基礎(chǔ)工藝一一電阻應(yīng)變計、應(yīng)變粘結(jié)劑、電路補償元器件和防護密封材料等；

 

    核心工藝一一電阻應(yīng)變計粘貼與固化、零點與靈敏度智能溫度補償和防護與密封等；

 

    特殊工藝一一熱處理法時效工藝和機械法穩(wěn)定處理工藝等。

 

    其中基礎(chǔ)工藝和特殊工藝差距zui大。

 

    家用電子秤（人體秤、健康秤、脂肪秤、廚房秤、營養(yǎng)秤、珍寶秤、口袋秤和手提秤等）用稱重傳感器及其電阻應(yīng)變計，90年代中期以來，其研發(fā)與生產(chǎn)由世界各國逐漸移向中國，主要在廣東、在深圳。近些年來在設(shè)計技術(shù)、制造工藝和產(chǎn)品產(chǎn)量上都取得了令人震驚的飛速發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)有三種類型：其一設(shè)計、生產(chǎn)、組裝各種家用電子秤；其二為家用電子秤生產(chǎn)廠配套生產(chǎn)各種稱重傳感器（或自己生產(chǎn)電阻應(yīng)變計，或外購電阻應(yīng)變計）；其三只生產(chǎn)家用電子秤稱重傳感器用電阻應(yīng)變計。目前這三種類型的生產(chǎn)廠家已達60多個。據(jù)國家海關(guān)統(tǒng)計2003年家用電子秤出口量3860多萬臺，出口值1.47億美元，并以每年30％的速度增長。當時預計2004年家用電子秤出口量5000多萬臺，出口值2億多美元。以此出口量計算，2004年共生產(chǎn)家用電子秤稱重傳感器共1.2億只，與其配套的電阻應(yīng)變計（以單軸片計算）約4.8億片。

 

    經(jīng)過多年的研究與生產(chǎn)實踐，解決了稱重傳感器量程小、彈性體小、電阻應(yīng)變計敏感柵尺寸小等制造工藝上的難題。由于家用電子秤稱重傳感器的準確度為普通等級，不進行電路補償，必需大批量生產(chǎn)，一般中型以上的生產(chǎn)廠日產(chǎn)電阻應(yīng)變計12萬片以上，稱重傳感器3萬多只。他們用高質(zhì)量的溫度和模量自補償電阻應(yīng)變計較好的解決了這一難題，為大批量生產(chǎn)家用電子秤稱重傳感器創(chuàng)造了條件。

 

    四、近年來稱重傳感器技術(shù)發(fā)展動向

 

    上主要有兩種發(fā)展途徑：以美國為代表的先軍工后民用，先提高后普及的途徑和以日本為代表的實用化商品化，先普及后提高的途徑。我國應(yīng)屬于后者，盡管軍工部門研究應(yīng)用較早，但并未轉(zhuǎn)為民用，快速發(fā)展和普及還是在近20年。近幾年是關(guān)鍵時期，急需提高我國稱重傳感器的總體技術(shù)、工藝和質(zhì)量水平。

 

    稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展動向是，把稱重傳感器的準確度、穩(wěn)定性和可靠性作為極其重要的質(zhì)量指標，把制造技術(shù)和制造工藝作為核心競爭力，緊緊抓住稱重傳感器的特性問題、生產(chǎn)問題和應(yīng)用問題進行基礎(chǔ)研究、工藝研究和應(yīng)用研究，其研究方向和特點是：

 

    （1）在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝中，吸取了工程化產(chǎn)品設(shè)計中的計算機擬實技術(shù)和虛擬技術(shù)，加快開發(fā)速度，減少開發(fā)風險；

 

    （2）在彈性體加工中，從單元加工技術(shù)發(fā)展到集成化加工技術(shù)；從剛性制造發(fā)展到柔性制造；從簡單化經(jīng)驗判斷發(fā)展到智能化定量分析。普遍采用柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)；

 

    （3）生產(chǎn)工藝已不是傳統(tǒng)關(guān)念中的“作坊手藝”，而是技術(shù)與管理相結(jié)合的一項系統(tǒng)工程。為適應(yīng)多品種、大批量生產(chǎn)，保證產(chǎn)品技術(shù)性能的均一性，生產(chǎn)工藝必須向盡量減少手工操作、人為控制，增加半自動化和自動化工序方向發(fā)展。例如：采用計算機控制，人機一體化工藝系統(tǒng)和測試技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化信息系統(tǒng)等；

 

    （4）與穩(wěn)定性和可靠性有關(guān)的穩(wěn)定處理工藝在高溫處理，低溫深冷，脈動疲勞，超載靜壓等方法的基礎(chǔ)上，又研究出振動時效、共振時效新工藝，共振10分鐘，可消除絕大部分殘余應(yīng)力。

 

    在上述設(shè)計與制造下，稱重傳感器的品種和結(jié)構(gòu)又有創(chuàng)新，技術(shù)功能和應(yīng)用范圍不斷擴大，主要成果有：

 

    （1）美國Revere公司研制出PUS型具有大氣壓力補償功能的拉壓兩用的稱重傳感器，用于高準確度檢驗平臺，稱重平臺，準確度可達5000d；

 

    （2）德國HBM公司研制成功C2A、C16A兩種不同結(jié)構(gòu)的1一100t具有“耐壓外殼”保護的防爆稱重傳感器，其防爆性能符合歐洲EN50014和EN50018“d”級標準；

 

    （3）美國斯凱梅公司研制出新一代高準確度不銹鋼F60X系列5一5000kg稱重傳感器，準確度6000d。用于濕度大，腐蝕性強的環(huán)境中，而且防水；

 

    （4）德國塞特內(nèi)爾公司研制出以鈹青銅為彈性體材料，快速稱重用200型稱重傳感器。其特點是線性好，固有頻率高，動態(tài)響應(yīng)快。油阻尼裝置與過載保護裝置一體化，保證稱量時速度快，工作壽命長。組裝3一30kg電子平臺秤，準確度可達4000d；

 

    （5）美國THI公司研制的1410型5一30kg鋁合金稱重傳感器，準確度等級優(yōu)于C3級，可承受離心力和機械振動，內(nèi)裝特制的粘性阻尼器，保證稱量時有較快的穩(wěn)定時間，一般低于50ms；

 

    （6）美國VT一BLH公司開發(fā)出新式稱重模塊，具有合理的組件化功能和*的稱重效率，出廠后“即插即用”，可自動調(diào)節(jié)位置，不受攪拌，偏心和振動影響。

 

    僅以上幾例，足以代表了新產(chǎn)品的開發(fā)方向，體現(xiàn)了技術(shù)的先導性，工藝的*性。就技術(shù)含量而言，有高準確度（4000d一6000d）稱重傳感器制造技術(shù)；大氣壓力補償技術(shù)；用于快速、動態(tài)測量稱重傳感器的粘性阻尼器快速穩(wěn)定技術(shù)；隔爆型耐壓外殼的設(shè)計與制造技術(shù)；組件化新式模塊設(shè)計技術(shù)等。

 

    五、稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

 

    應(yīng)變式稱重傳感器的發(fā)展趨勢，可用“四化”來概括，即設(shè)計技術(shù)虛擬化，制造技術(shù)柔性化，生產(chǎn)工藝網(wǎng)絡(luò)化，企業(yè)管理信息化。

 

    設(shè)計技術(shù)虛擬化：包括彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計的擬實技術(shù)和工藝設(shè)計的虛擬技術(shù)。結(jié)構(gòu)設(shè)計的擬實技術(shù)：是指面向彈性體的結(jié)構(gòu)和性能分析技術(shù)，包括動態(tài)仿真、動力學分析、強度和剛度有限單元法計算、敏感區(qū)應(yīng)變大小與分布等，以達到優(yōu)化設(shè)計的目的。

 

    工藝設(shè)計的虛擬技術(shù)：是指面向彈性體生產(chǎn)過程的模擬和試驗，檢驗彈性體的可加工性，加工方法和工藝的合理性，保證制造工藝*化。

 

    設(shè)計技術(shù)虛擬化的核心是有限單元計算和計算機動態(tài)仿真。通過仿真軟件來模擬真實受載情況，發(fā)現(xiàn)并及時處理設(shè)計和工藝缺陷或錯誤，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)工藝的合理性。

 

    制造技術(shù)柔性化：是指在多品種、大批量生產(chǎn)的彈性體加工中，納入*制造技術(shù)：柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)。它是計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相結(jié)合形成的全新的制造系統(tǒng)。

 

    生產(chǎn)工藝網(wǎng)絡(luò)化：是指在生產(chǎn)工藝全過程中，通過通訊線路和設(shè)備把各生產(chǎn)工序具有獨立操作和控制功能的計算機系統(tǒng)相互連接起來，在網(wǎng)絡(luò)軟件管理下，實現(xiàn)信息的收集、存儲和處理。與傳統(tǒng)的“作坊手藝”生產(chǎn)工藝相比，大大的減少了手工操作，zui大限度的排除了人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

 

    企業(yè)管理信息化：是指按計算機處理的要求，依據(jù)結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析和設(shè)計方法，建立企業(yè)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)管理全面現(xiàn)代化。包括CAD、CAM系統(tǒng)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)，商務(wù)決策系統(tǒng)和經(jīng)營管理系統(tǒng)等。

 

    為適應(yīng)電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，以及電子衡器對稱重傳感器的新要求，以下課題將是今后一個時期的研發(fā)重點：

 

    快速、低速動態(tài)和動態(tài)稱重傳感器及其阻尼技術(shù)；

 

    多功能、多分量稱重傳感器及其測試方法；

 

    微小和超大量程稱重傳感器；

 

    防爆、耐壓、耐腐蝕等稱重傳感器；

 

    偏心載荷測量及車載秤用稱重傳感器；

 

    大阻值低功耗高精度電阻應(yīng)變計研制等。

 

    分析近年來電子衡器對稱重傳感器的新要求，不難得出小型化，集成化，多功能化和智能化將是稱重傳感器的重要特點和發(fā)展趨勢。

 

    小型化：是指稱重傳感器總體結(jié)構(gòu)體積小、高度低、重量輕，即小、薄、輕。例如：30t、60t彎曲環(huán)式結(jié)構(gòu)，其外形尺寸分別為外徑120mm和150mm，高度只有50mm和60mm。

 

    集成化：有結(jié)構(gòu)集成和功能集成兩種形式。結(jié)構(gòu)集成是指彈性體與秤體合二為一的新型結(jié)構(gòu)，例如：稱重板、稱重軌、稱重鉤、稱重環(huán)等。功能集成是指將重量信息采集、放大、變換、傳輸、處理和顯示都集于一體的稱重傳感器，例如：將敏感元件（彈性體）、轉(zhuǎn)換元件（電阻應(yīng)變計）、信號處理電路和稱重顯示控制都集于一體的輪輻式稱重傳感器，其數(shù)字顯示位置就在傳統(tǒng)輪輻式稱重傳感器的接線盒處，通常稱為輪輻式稱重儀。

 

    多功能化：是指稱重傳感器本身除具有檢測重量信息的功能外，還能同時檢測其它信息。例如：電子吊秤用稱重傳感器在檢測重量信息的同時還可檢測加速度信息；汽車檢測平臺用稱重傳感器，可同時檢測垂直方向的重量信息和水平方向的側(cè)向載荷，即多分力測量。

 

    智能化：是由于模擬式稱重傳感器輸出信號小，抗干擾能力差，傳輸距離短，稱重顯示控制儀復雜，組秤調(diào)試周期長，根本不適應(yīng)數(shù)字式智能電子衡器的發(fā)展。稱重傳感器的智能化就是研制新型數(shù)字式智能稱重傳感器。有兩種結(jié)構(gòu)：整體型一一在稱重傳感器內(nèi)部增加放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、溫度傳感器等數(shù)字處理電路，利用數(shù)字補償技術(shù)與工藝實現(xiàn)各項補償。分離型一--將整體型數(shù)字式智能稱重傳感器內(nèi)的數(shù)字電路置于外部接線盒內(nèi)，稱為數(shù)字模盒。將普通模擬式稱重傳感器接入數(shù)字模盒，就可變模擬輸出為數(shù)字輸出，通常將其稱為分離型數(shù)字稱重傳感器系統(tǒng)。

 

    數(shù)字式智能稱重傳感器具有如下特點：

 

    （1）輸出信號大，抗干擾能力強，傳輸距離遠，信噪比高；

 

    （2）通過數(shù)字補償電路和數(shù)字補償工藝，可進行線性、滯后、蠕變等補償，改善了性能；

 

    （3）輸出信號規(guī)格化；

 

    （4）內(nèi)裝溫度傳感器，通過補償軟件可進行實時溫度補償，穩(wěn)定性好；

 

    （5）各數(shù)字式智能稱重傳感器的地址可調(diào)，便于應(yīng)用與互換。

 

    什么是智能傳感器，在各國相關(guān)雜志上討論多年，20世紀90年代中期才有比較一致的看法：把凡具有一種或多種敏感功能，能夠完成信號探測和處理、邏輯判斷、雙向通訊、自檢、自校、自補償、自診斷和計算等全部或部分功能的器件叫做智能傳感器。它可以是集成的，也可以是分離件組裝的。數(shù)字式智能稱重傳感器*符合此定義。今后一個時期，智能化數(shù)字補償技術(shù)和工藝還需進一步完善和提高。

 

    zui后希望我國稱重傳感器行業(yè)，盡快結(jié)束*的價格大戰(zhàn)，實施“質(zhì)量競爭戰(zhàn)略”和21世紀的“創(chuàng)新競爭戰(zhàn)略”，以制造技術(shù)和制造工藝為突破口，迅速提高我國稱重傳感器的總體質(zhì)量水平和信譽度，培養(yǎng)叫得響，用得好，站得住的產(chǎn)品，盡快融入市場，參與競爭。