本文對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)地磅稱重傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和存在的一些問題進(jìn)行分析，

以及對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家地磅稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)比較分析，提出了今后幾年我國(guó)稱重傳感器產(chǎn)業(yè) 發(fā)展的趨勢(shì)，供大家參考。

1.前言

計(jì)量技術(shù)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展 中一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)，計(jì)量產(chǎn)業(yè)是為社會(huì)提供 計(jì)量檢測(cè)技術(shù)裝備的產(chǎn)業(yè)，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康有 序發(fā)展強(qiáng)有力的助推器，是一個(gè)國(guó)家和民族科技 創(chuàng)新進(jìn)步的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是推進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的 重要保證，計(jì)量產(chǎn)業(yè)在社會(huì)發(fā)展各領(lǐng)域都發(fā)揮著 極其重要的作用。我國(guó)是計(jì)量產(chǎn)業(yè)集聚的大國(guó)， 我國(guó)的計(jì)量產(chǎn)業(yè)體系是全國(guó)制造業(yè)特別是裝備制 造業(yè)的重要組成部分。改革開放以來，我國(guó)的計(jì) 量產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，同樣，作為計(jì)量產(chǎn)業(yè)重 要組成部分的稱重傳感器產(chǎn)業(yè)，也隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì) 的快速發(fā)展而迅速壯大。稱重傳感器在國(guó)防建設(shè)、 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、國(guó)內(nèi)外貿(mào)易結(jié)算、大宗物料計(jì)量、 冶金、化工、重型裝備，以及制造業(yè)工藝控制等 諸多方面發(fā)揮著主要作用，同時(shí)也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)組成部分。

2.稱重傳感器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和存在的主要問題

國(guó)內(nèi)稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以追溯到二十 世紀(jì)的七十年代末，那個(gè)時(shí)期的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，主要 是以仿制歐美、日等國(guó)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)為主， 進(jìn)行小批量生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)企業(yè)規(guī)模普遍較小、工藝 裝備較差、產(chǎn)量也較低。三十多年特別是近十年 來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)特別是電子技術(shù)的快 速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)投人的快速增長(zhǎng)，稱重傳感器產(chǎn) 品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了快速的發(fā) 展，形成強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)需求，為稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的形 成奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供很 大的空間，最近一兩年隨著物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字技術(shù)的興 起，又為稱重傳感器產(chǎn)業(yè)升級(jí)創(chuàng)造了條件。

如表1、圖1所示，我國(guó)稱重傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展 迅速，但發(fā)展的背后，產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)矛盾、產(chǎn)品質(zhì)量及制造技術(shù)仍存在較大的軟肋。

2.1目前，國(guó)內(nèi)稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)矛盾 還是較為突出的，主要存在“三多三少”的問題， 即通用性產(chǎn)品多，精、專、特的產(chǎn)品少；仿制的 產(chǎn)品多，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少；準(zhǔn)確度等級(jí)低的產(chǎn)品多，準(zhǔn)確度等級(jí)高的產(chǎn)品少。在這個(gè) 產(chǎn)業(yè)鏈中通用稱重傳感器所占份額極大，由于產(chǎn) 品通用性較強(qiáng)，技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值普遍偏低、 易組織生產(chǎn)，以及生產(chǎn)企業(yè)的趨利性，使得低水 平重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象突出，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理。 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各種精、專、特的稱重 傳感器需求也會(huì)越來越大，而能生產(chǎn)適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)需求的稱重傳感器的廠家卻很少。

2.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型偏少，品種規(guī)格不全，特 種用途奇缺，準(zhǔn)確度等級(jí)較低，外觀表面處理工 藝質(zhì)量雖有提高但與國(guó)際水平仍有較大差距；基 礎(chǔ)原材料、元器件、防護(hù)與密封材料等技術(shù)性能 偏低，對(duì)產(chǎn)品的工藝研究不夠，批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品 技術(shù)指標(biāo)的一致性差，即工藝差別大，人為的因 素影響多，企業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度低。

2.3產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性差，工作壽 命低，返修率高，隨著稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā) 展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也不斷加劇；近幾年時(shí)間稱重傳感 器產(chǎn)量大幅度上升，而質(zhì)量卻是良莠不齊，魚龍 混雜。它們當(dāng)中有的企業(yè)生產(chǎn)條件簡(jiǎn)陋，缺乏必 要的工藝裝備和檢測(cè)手段，東拼西湊組合出產(chǎn)品; 有的企業(yè)不具備一定的生產(chǎn)條件，在利益驅(qū)使下， 為了搶市場(chǎng)降價(jià)格，用低檔原材料、元器件生產(chǎn) 出成品，以次充優(yōu)；有的雖具備生產(chǎn)條件，但為 了拼成本，改材料、換元件、減工藝，只求勉強(qiáng) 合格或人為“合格”。價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的惡果，導(dǎo)致國(guó)內(nèi) 稱重傳感器產(chǎn)品總體質(zhì)量的不穩(wěn)定，這一點(diǎn)可以 從近五年部分省稱重傳感器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查中 合格率一直在60%~90%之間徘徊中看出。當(dāng)然國(guó) 內(nèi)一些骨干企業(yè)，面對(duì)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，還是堅(jiān)持主要 原材料、元器件不變，制造工藝不變，在保證質(zhì) 量的前提下，內(nèi)部挖潛、降低成本，在監(jiān)督抽査

中經(jīng)得住考驗(yàn)，取得了較好的成績(jī)，但利潤(rùn)卻逐 年下降，企業(yè)的生存和發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

國(guó)內(nèi)稱重傳感器的總體質(zhì)量水平，其實(shí)反映 的是總體技術(shù)、工藝和管理水平，目前已經(jīng)影響 到我國(guó)稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如果企業(yè)一味降 價(jià)，一味讓利，甚至無(wú)利銷售，就不可能有資本 的原始積累，企業(yè)就沒有能力去研究新技術(shù)、新 工藝，開發(fā)新產(chǎn)品，從而也就降低了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng) 力，使得國(guó)內(nèi)稱重傳感器產(chǎn)業(yè)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的 差距越來越大。

3.國(guó)內(nèi)外稱重傳感器產(chǎn)業(yè)狀況比較分析

我國(guó)稱重和力傳感器技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了 三個(gè)歷史階段。

3.1第一階段是上個(gè)世紀(jì)六、七十年代，應(yīng) 變式稱重傳感器處于起步階段。該階段稱重傳感 器主要是在一些軍工研究單位仿效歐美國(guó)家制造 并以科研為主，稱重傳感器的材料比較單一，主要以合金鋼作為彈性元件，結(jié)構(gòu)也比較單一，主要 以柱式和懸臂梁結(jié)構(gòu)為主，其應(yīng)變片也大多采用絲 柵式電阻片，加上當(dāng)時(shí)彈性元件機(jī)械加工的裝備及^ 制造工藝的簡(jiǎn)陋，該階段產(chǎn)品的穩(wěn)定性差，測(cè)量準(zhǔn) 確度較低，因而實(shí)用性較差，尚未形成產(chǎn)業(yè)。

3.2第二階段是在改革開放以后，隨著我國(guó) 微電子產(chǎn)業(yè)和金屬材料制造業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi) 企業(yè)開始大量引進(jìn)歐美等國(guó)的主流技術(shù)，并逐漸 實(shí)現(xiàn)技術(shù)接軌，在這一階段，稱重傳感器的制造 技術(shù)突破傳統(tǒng)的制造模式，主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)上 出現(xiàn)多樣化，根據(jù)不同的使用場(chǎng)合設(shè)計(jì)成柱式、 懸臂梁、輪輻式和剪切梁等；彈性體的材料由單 一的合金鋼發(fā)展到鋁合金、不銹鋼等多種材料， 材料的穩(wěn)定性和一致性有很大的提高；敏感元件 應(yīng)變片也向性能更穩(wěn)定的箔電阻應(yīng)變片發(fā)展，隨 著微電子技術(shù)的發(fā)展，稱重傳感器的補(bǔ)償技術(shù)更 加完善，環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，為稱重傳感器測(cè)量 的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性提供了保障，通過這一階段的 發(fā)展，我國(guó)稱重傳感器產(chǎn)業(yè)正逐步形成。

3.3第三階段是本世紀(jì)初至今，稱重傳感器 制造技術(shù)的高速發(fā)展期，隨著大規(guī)模集成電路、 現(xiàn)代制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，稱重傳感器的發(fā)展 也從模擬稱重傳感器逐步發(fā)展到數(shù)字稱重傳感器 時(shí)代，產(chǎn)業(yè)逐步成熟、產(chǎn)品產(chǎn)量不斷增加、國(guó)內(nèi) 市場(chǎng)逐步飽和，產(chǎn)品大量進(jìn)入包括歐美在內(nèi)的國(guó) 際市場(chǎng)。

雖然國(guó)產(chǎn)稱重傳感器產(chǎn)量得到了快速的擴(kuò)張， 但長(zhǎng)期以來主要占據(jù)了低端市場(chǎng)，在冶金、工程 建設(shè)、軍工、力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)建設(shè)等領(lǐng)域的高端市場(chǎng)， 仍主要由歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)占領(lǐng)。這一階段的 稱重傳感器無(wú)論是在結(jié)構(gòu)上、制造工藝上，還是 在稱重傳感器精度等級(jí)上已經(jīng)比第一階段有了長(zhǎng) 足的進(jìn)步，但是國(guó)內(nèi)企業(yè)在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)上， 高端稱重傳感器的制造上，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的企 業(yè)仍有不小的差距。這主要原因還是因?yàn)槲覈?guó)的 稱重傳感器行業(yè)整體的工藝制造水平不高，原材 料的穩(wěn)定性差異較大，電子元器件質(zhì)量不夠穩(wěn)定， 稱重傳感器的密封技術(shù)不夠完善。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，稱重傳感器也從 模擬式發(fā)展到數(shù)字智能化。稱重物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高 速發(fā)展，也凸顯了傳統(tǒng)模擬式稱重傳感器的不足， 模擬式稱重傳感器由于輸出信號(hào)小，抗干擾能力 差，傳輸距離短，顯示儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，無(wú) 法大規(guī)模的應(yīng)用到物聯(lián)技術(shù)層面上，而數(shù)字式稱 重傳感器具有輸出信號(hào)大，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸 距離遠(yuǎn)，輸出信號(hào)規(guī)格化等特點(diǎn)，很好的解決了 稱重傳感器在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)快 速發(fā)展的今天，對(duì)我國(guó)稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)，都 是一個(gè)很好的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

4.國(guó)內(nèi)外稱重傳感器技術(shù)發(fā)展的比較分析

稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的顯著特點(diǎn)是行業(yè)自身規(guī)模 不大，但應(yīng)用領(lǐng)域廣、影響大，只要稱重和力的 測(cè)試均需要稱重和力傳感器的應(yīng)用，稱重和力傳 感器就是實(shí)現(xiàn)稱重和力的測(cè)試的核心。

比較國(guó)內(nèi)和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展特點(diǎn)，仍存在一定差別。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家基礎(chǔ) 工業(yè)發(fā)達(dá)，管理規(guī)范，注重產(chǎn)品質(zhì)量，其產(chǎn)品的 穩(wěn)定性和可靠性較好；而國(guó)內(nèi)注重產(chǎn)品種類的開 發(fā)并追求簡(jiǎn)單的準(zhǔn)確度級(jí)別，產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn) 定性相對(duì)較差。造成其可靠性和穩(wěn)定性相對(duì)較差 的原因主要表現(xiàn)在：其一，基礎(chǔ)材料的不穩(wěn)定性， 稱重傳感器主要結(jié)構(gòu)由彈性體組成，而彈性體主 要是由各種金屬材料加工而成，金屬材料物理性 能的穩(wěn)定性決定了稱重傳感器品質(zhì)的穩(wěn)定性，恰 恰國(guó)內(nèi)企業(yè)選用的金屬材料的穩(wěn)定性不如發(fā)達(dá)國(guó) 家；其二，電子元器件質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是應(yīng)變 片的制造技術(shù)，應(yīng)變片是力一電轉(zhuǎn)變的核心，應(yīng) 變片的好壞直接影響了稱重傳感器的可靠性，由 于我國(guó)應(yīng)變片的制造技術(shù)起步較遲，工藝相對(duì)落 后，也在一定程度上影響了整個(gè)稱重傳感器的產(chǎn) 品質(zhì)量；其三，密封技術(shù)是稱重傳感器制造的關(guān) 鍵，他直接影響到稱重傳感器的使用環(huán)境，目前， 國(guó)內(nèi)大多企業(yè)仍采用傳統(tǒng)膠密封的工藝形式，少 數(shù)企業(yè)雖采用成本較高的焊接密封工藝，但先進(jìn) 國(guó)家稱重傳感器的密封大多采用焊接加充氮密封 工藝，密封工藝先進(jìn)，等等這些，都造成稱重傳 感器制造技術(shù)和品質(zhì)的差異。

5.稱重傳感器發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，稱重傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷深入， 稱重傳感器智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)越來越明 顯，稱重傳感器產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在 以下幾個(gè)方面：

5.1數(shù)字式及智能化稱重傳感器技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，稱重傳感器與上位機(jī)及 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，加速了稱重傳感器數(shù)字化和智能化 的發(fā)展，目前我國(guó)數(shù)字式稱重傳感器尤其是智能 稱重傳感器的發(fā)展仍遠(yuǎn)不能滿足要求。

5.2在線、動(dòng)態(tài)的稱重傳感器測(cè)量技術(shù)（如 圖2所示）

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，在線檢測(cè)及動(dòng)態(tài)扭 力的測(cè)量在裝備制造領(lǐng)域尤其是國(guó)防領(lǐng)域應(yīng)用越來 越多；但目前我國(guó)在線檢測(cè)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足在線 檢測(cè)需求；另外動(dòng)態(tài)力傳感器的測(cè)試技術(shù)目前仍不 夠完善，我國(guó)只有少數(shù)幾個(gè)檢測(cè)結(jié)構(gòu)具備相關(guān)測(cè)試 能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)及應(yīng)用的測(cè)武需求。

5.3高溫、高濕、低溫等極端環(huán)境條件下的 傳感器測(cè)量技術(shù)（如圖3所示）。

隨著海洋資源開發(fā)、海洋工程技術(shù)的發(fā)展， 在高壓及高濕等惡劣環(huán)境下的力的測(cè)量技術(shù)需求 越來越多，如何解決相關(guān)測(cè)量技術(shù)顯得極為迫切。

5.4超大力值稱重傳感器及微小力值稱重傳 感器測(cè)量技術(shù)（如圖4~圖6所示）

在冶金行業(yè)、港口及交通工程（如高鐵建設(shè))等領(lǐng)域，急需解決超大力值的測(cè)量技術(shù)。目前我 國(guó)最大的力標(biāo)準(zhǔn)裝置僅達(dá)到20MN，而實(shí)際鋼鐵企 業(yè)在用的許多測(cè)力傳感器多在30MN以上，因此 發(fā)展超大力值檢測(cè)技術(shù)也變得比較迫切。另外在生 物工程、微電子及納米制造領(lǐng)域迫切解決許多微小 力值的測(cè)量技術(shù)。目前我國(guó)微小力值稱重傳感器研 究尚處于起步階段，及時(shí)跟蹤研究微小力值稱重傳 感器對(duì)發(fā)展我國(guó)髙技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有積極意義。

5.5高精度高穩(wěn)定性稱重傳感器測(cè)量技術(shù) 在航空、航天、海洋工程等國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域， 尤其國(guó)家在“十二五”期間發(fā)展的大飛機(jī)工程， 對(duì)高精度、高穩(wěn)定性稱重傳感器測(cè)量技術(shù)的要求 顯得更為迫切，目前，高精度及高穩(wěn)定性高可靠 性稱重傳感器測(cè)量技術(shù)主要依賴于進(jìn)口。

5.6稱重傳感器現(xiàn)代制造技術(shù) 近幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和裝備制造業(yè)的快速 發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重傳感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)逐步 被現(xiàn)代制造方式所取代，其制造發(fā)展趨勢(shì)主要表 現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

5.6.1利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行稱重傳 感器的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)， 提高產(chǎn)品計(jì)量性能，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期及開發(fā)成 本。

5.6.2通過研究新的生產(chǎn)測(cè)試裝備實(shí)現(xiàn)稱重 傳感器的半自動(dòng)生產(chǎn)和測(cè)試，可以減少人為不確 定因素，提高稱重傳感器的可靠性，進(jìn)一步提高 生產(chǎn)效率。

6.結(jié)束語(yǔ)

稱重傳感器技術(shù)是機(jī)、電一體化技術(shù)，涉及 材料、電子、機(jī)械、化學(xué)等多門學(xué)科,如何提升我國(guó)稱重傳感器產(chǎn)品的整體質(zhì)量，有效實(shí)現(xiàn)稱重 傳感器產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，關(guān)系到我國(guó)稱重傳感器 產(chǎn)業(yè)的科學(xué)發(fā)展，是擺在我們面前共同的課題， 筆者從自身對(duì)稱重傳感器的一些粗淺的認(rèn)識(shí)，簡(jiǎn) 單分析了國(guó)內(nèi)外稱重傳感器產(chǎn)業(yè)的一些現(xiàn)狀和特 點(diǎn)，提出了稱重傳感器今后幾年的一些發(fā)展趨勢(shì)， 供同行參考，不足之處敬請(qǐng)同行批評(píng)指正。