称重传感器技术发展动向
如果说20世纪70年代中期出现的各种剪切梁式切应力称重传感器和低容量铝合金平行梁式称重传感器，与传统的柱、筒、环、梁型正应力称重传感器形成了三大发展潮流，开创了称重传感器全面发展时期，那么90年代以来，随着科学技术的进步和工业过程控制自动化水平的提高，工业、商业和家用电子秤不断增加，对称重传感器的品种、产量、准确度和稳定性都提出了许多新要求，促进了新产品开发和常规产品工程化大规模生产，产量逐年上升，可以说进入了称重传感器的大发展时期。
吸取工程化产品设计中的拟实技术和虚拟技术，加快称重传感器开发速度，减少开发风险。称重传感器设计中的拟实技术是指面向弹性体的结构和性能分析技术，以优化结构、性能和成本为目标，包括结构选择、尺寸确定，强度、刚度有限元计算，受载分析，动态仿真等。主要是建立较为复杂的力学模型，采用交互、高交互有限元程序包，深入分析弹性体的应力场、位移场，并进行动态仿真。许多企业都有自己独创的较为成熟的计算软件，均取得了很好的计算和应用效果。称重传感器设计中的虚拟技术是指面向弹性体生产过程的模拟和检验，检验弹性体的可加工性，加工方法和工艺的合理性，以优化制造工艺，保证产品质量，降低生产成本为目标。在设计过程中还可利用有限元分析模拟弹性体加、卸载过程，计算出载荷增加、减少时的接触应力，分析出接触摩擦系数变化的影响及弹性体变形的纵横比，评定称重传感器的滞后。称重传感器拟实化和虚拟化设计的核心是计算机仿真技术，通过仿真软件来模拟真实受载情况，以保证结构设计和制造工艺的合理性，发现并及时改进设计、生产中不易发现的缺陷和错误。
现代制造技术专家吉川教授指出：世界各国经济上的竞争，主要是制造技术的竞争，在各个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用往往占60％左右。称重传感器行业更是如此，制造技术已不是传统观念中的“作坊手艺”，而是一个集机械、电子、信息、材料、自控和管理为一体的新型交叉学科和综合技术。在称重传感器行业谁掌握了现代制造技术，谁就能占领较大的市场份额。称重传感器多品种、大批量生产特点决定了只有采用先进制造技术，才能把以时间为核心的市场竞争三要素时间、质量、成本之间的矛盾有机结合起来，使三者达到统一。国际上年产20-40万支，甚至60万支的称重传感器企业都引入了先进的制造技术，应用计算机技术和模拟技术确定工艺规范，优化工艺方案，预测加工过程中可能出现的缺陷和防止措施。从单台机床、单道工序、单个工具生产效率的提高，发展到普遍采用加工中心（MC）、柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMS）等整体效率的提高。90年代以来，称重传感器企业流行的制造系统是把计算机技术、信息技术、自动化技术与传统的制造技术结合起来，由计算机控制多台加工中心以及工件、刀具传送装置等，实现生产过程的全自动化，形成柔性制造系统，达到多品种、大批量生产，稳定质量、提高效率、降低成本的综合目的。使弹性体加工从单元技术发展到集成化技术，从刚性制造发展到柔性制造，从简单化经验判断发展到智能化定量分析。济南金钟电子衡器股份有限公司就采用了柔性制造系统（FMS）对传统的制造技术进行改造并通过验收。这对弹性体加工尚处于单机制造或单机自动化、刚性自动化的生产企业是值得认真学习和借鉴的。
应变式称重传感器生产工艺的主要问题是手工操作与控制成份大，人为的因素对产品质量影响较大，生产效率低，不适合多品种、大批量生产。称重传感器生产工艺创新的方向是在保证设计符合性控制和工艺可靠性控制的基础上，尽量减少手工操作和人为控制，增加自动化和半自动化工序。例如采用计算机控制或人机一体化工艺系统减少手工操作，增加自动控制，保证工艺兑现率。国际上年产量大的生产企业都自行研究设计出网络化的制造工艺与测试系统，称为制造测试技术网络化或生产工艺网络化。它是称重传感器弹性体从分类编号打印条形代码开始，经过全部生产工艺过程到包装入库为止，实时控制与测试基础上的计算机网络系统。包括贴片组桥，固化和后固化烘箱控制系统，零点和灵敏度温度补偿测试与计算系统，各种稳定处理测试与控制系统，性能测试与检定自动控制系统等。各生产工序和控制系统的测试数据均为自动采集，不能人为输入、任意修改，保证测试结果真实可靠。也有采用总线型两极分布式信息系统，把称重传感器生产监控作为一个子系统，主要有质量监督功能，设备监督功能，生产能力调整功能，生产支持系统功能和生产工艺过程监督功能等。美国VT特迪亚—亨特利（北京）电子有限公司，自行研制设计了称重传感器制造工艺与测试网络化信息系统，并调试成功投入使用，使年产量达到40多万支。中航电测仪器有限公司也建立了称重传感器网络化测试系统。
在上述设计、制造和工艺技术支持下，称重传感器的品种和结构又有创新，技术功能和应用范围不断扩大，研发出许多技术含量高、工艺难度大的新产品，丰富了称重传感器市场。
美国Revere（里维尔）公司研制的PUS型罐式拉、压两用称重传感器，其外壳由涂有环氧树脂的合金钢构成，内部安装一个低位移的具有大气压力补偿功能的拉压式弹性元件。适用于高精度的检验平台、称重平台和料斗秤、容器秤等。量程100-300000Ib（45-136000kg），准确度C3级，工作温度可达400°F（240℃）。
德国HBM公司研制的C2A和C16A两种不同结构系列，量程均为1-100t的称重传感器，都具有“耐压外壳”保护的防爆功能，其“耐压外壳”保护结构符合欧洲EN50014易爆区域电气设备标准和EN50018易爆区域电气设备耐压外壳“d”级标准。焊接外壳均经过高压试验，检验结构强度和密封性能，试验压力20Pa(帕）。
美国Scaime（斯凯梅）公司研制出新一代高准确度不锈钢F60X系列，量程5-5000kg的称重传感器，准确度可达6000d。主要用于湿度大、腐蚀性强的环境中，而且防水。达到如此高的准确度等级主要是制造技术与制造工艺有新突破，例如不锈钢的热处理制度、多次回火工艺、大气压保护下的气冷和深冷工艺等。
德国Seitner（塞特内尔）公司为快速称重计量系统研制的200型铍青铜称重传感器，线性好、固有频率高，动态响应快。独创油阻尼装置与过载保护为一体，使称量时称重传感器的衰变时间快，速度高，工作寿命长。组装成3-30kg电子平台秤其准确度可达4000d。
美国THI公司为快速称重计量的旋转式定量包装机研制出THI1410型单点式铝合金称重传感器，量程为5-30kg，准确度C3级。与普通称重传感器最大不同是它可以承受离心力和机械振动，内部装有特制的粘性阻尼器，保证称量时有较快的稳定时间和较小的测量误差。THI-900型5-150kg称重传感器，称量时的稳定时间低于50ms，称重准确度也是C3级。
美国VT-BLH公司，Metter-Toledo公司都开发出新式称重模块，具有合理的组件化功能和极高的称重效率。是用新技术面对电子称重系统新挑战的具有代表性的产品。称重模块以其出厂后可“即扦即用”，安装与校验简单，稳定性和可靠性高等特点，在各种电子衡器设计中被广泛采用。例如美国VT-BLH公司KIS-2和KIS-3型不锈钢模块可自动调节承载位置，减少由于偏载、振动、热效应影响或偶然超载引起的称量误差。Z-BLOK型承载模块可以承受由于搅拌、振动、其它外力引起的偏心载荷，并不受地震或飓风的影响。美国Toledo公司的D-35353模块采用整体型特种钢壳体，结构坚固，尺寸紧凑，具有多种过载保护功能。
此外，Dacom West（戴康 韦斯特）公司开发的利用可编程序减少非线性误差，补偿灵敏度温度误差的可编程MLX90308称重传感器接口；Kern（科恩）公司研制的低容量（36kg）、高分辨率（0.5g）、高准确度（7200d）DS36K0.5型电子平台秤用称重传感器，都有很高的技术含量和应用价值。德国HBM公司研制的SSC型各种容器偏心称重计量专用称重传感器，可将容器或平台偏心载荷集中到一个称重传感器上，变三支称重传感器为一支进行称重计量，已在拉圾车上得到很好验证。
上述各项新技术、新工艺和新产品适应了电子称重技术从静态称重向快速称重、低速动态称重和动态称重的发展趋势，较好的体现了技术的先导性、工艺的先进性和产品的适应性等创新产品和自主知识产权产品的开发原则，非常值得我国称重传感器制造企业研究、借鉴。更多称重传感器文章请见http://www.cazsensor.com
