應變式稱重傳感器技術現狀與發展趨勢（二）

   國外稱重傳感器技術發展特點及快速發展的原因：

    （1）重視基礎技術、基礎工藝和共性關鍵技術的研究，作到基礎研究與預先研究并行；共性關鍵技術研究與應用技術研究并行；典型產品開發與產品工程化并行。保證基礎技術與基礎工藝（電阻應變計、應變粘結劑、補償元器件、防護與密封材料等）一直處于世界領先地位。

    （2）重視基礎設施建設和制造技術、制造工藝的研究與應用。配置優良的工藝裝備和檢測儀器，特別是智能化工藝設備，作到工藝裝備最先進；

    （3）描準世界稱重傳感器技術的發展潮流和戰略前沿，確定研究課題和產品開發方向。重視新產品和自主知識產權產品的開發，增強核心競爭力。其技術創新和新產品開發的標準是：具有較高的技術先導性，工藝先進性，市場擴散性，效益增殖性。使技術與工藝始終處于世界領先地位。

    （4）重視稱重傳感器的可靠性設計、控制與管理，嚴格設計符合性控制和工藝可靠性控制，努力使工藝兌現率達到百分之百。

    （5）重視市場競爭，加強市場調查與分析，快速響應市場。21世紀的市場競爭，是以市場響應速度為焦點，以改進和創新產品為基礎。

    （6）重視相關法規和規程的學習，全面理解并認真執行，保證生產的每一個產品都符合要求。

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

    目前的研發熱點是：

    數字式智能稱重傳感器的數字補償技術與補償工藝，及其應用技術；

    快速、低速動態、動態稱重傳感器的研制及阻尼技術；

    高溫稱重傳感器制造工藝，高溫穩定性及應用技術；

    耐壓、防爆型稱重傳感器及耐壓外殼設計與試驗技術；

    組件化設計的“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現狀及主要差距

    盡管我國航空、航天工業部門早在20世紀50年代末期就開始研究應用應變式負荷傳感器，但并未向民用發展。就全國而言，負荷傳感器的研制與生產起步較晚，60年代只有幾個廠家生產普通精度等級的應變式測力傳感器。結構單一，只有圓柱、圓環兩種結構，基本不進行電路補償與調整，有的產品甚至用外部平衡箱調整零點。

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

    隨著國民經濟的發展，各行業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的發展。80年代中期到90年代中期，是我國稱重傳感器技術穩步發展，品種和規格迅速增加，產品質量不斷提高的十年。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備，實現了規?；a。90年代中期稱重傳感器生產企業增加到160多個，年產量200多萬只。除滿足國內市場需求外，十余個企業開始小批量出口，呈現出較好的發展勢頭。

    管稱重傳感器是國家強制管理的法制計量器具，應當比較難進入此行業，但由于種種原因導至一些企業和個人很容易進入，造成市場擁擠，加劇了市場競爭。終于在90年代中期爆發了價格大戰，誰的價格低，誰就是大贏家，而且逐年升級越演越烈，已經到了走火入魔的程度。價格大戰的惡果是技術進步緩慢，工藝水平下降，質量問題嚴重，管理監督失控。最初的受害者是廣大用戶，最終的受害者是企業自己，是整個稱重傳感器行業。帶著這些問題進入21世紀，稱重傳感器與工業發達國家的差距非但未縮小，反而加大了。近幾年國家監督抽查結果就是例證。

    2002年國家監督抽查7省市，16個企業，共48只稱重傳感器，合格18只，合格率37.5%。30只不合格產品來自10個企業，不合格原因全部是溫度性能超差。更為嚴重的是在16個企業中，只有一個企業嚴格執行國家標準。如果變抽查為全面檢查，合格率會更低。國家監督抽查結果真實的反應了我國稱重傳感器總體技術、工藝和管理水平

    。合格率低的主要原因是：質量意識差，不依法組織生產；對R60國際建議和國家標準不理解、不執行，錯誤的把0.02級與C3級等同起來；在利益驅使下改材料、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發達國家處于市場引導地位企業產品的主要差距是：

    （1）結構類型偏少，品種規格不全，特種用途產品奇缺；

    （2）準確度等級較低，C3級成功率不高；

    （3）穩定性和可靠性較差，返修率高，工作壽命低；

    （4）產品標準化、工程化水平和企業產業化程度較低，產品技術指標的均一性差；

    （5）外觀質量雖有提高，但仍有較大差距；

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

    （7）創新產品和自主知識產權產品少，低水平重復產品多，貼牌加工、直接出口產品少；

    （8）企業沒有核心競爭技術和產品，市場調查不夠，市場響應速度太慢，造成無法與國際市場融合。

    總之，制造工藝差距最大，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；

    基礎工藝一一電阻應變計、應變粘結劑、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定處理工藝等。

    其中基礎工藝和特殊工藝差距最大。

    家用電子秤（人體秤、健康秤、脂肪秤、廚房秤、營養秤、珍寶秤、口袋秤和手提秤等）用稱重傳感器及其電阻應變計，90年代中期以來，其研發與生產由世界各國逐漸移向中國，主要在廣東、在深圳。近些年來在設計技術、制造工藝和產品產量上都取得了令人震驚的飛速發展。生產企業有三種類型：其一設計、生產、組裝各種家用電子秤；其二為家用電子秤生產廠配套生產各種稱重傳感器（或自己生產電阻應變計，或外購電阻應變計）；其三只生產家用電子秤稱重傳感器用電阻應變計。目前這三種類型的生產廠家已達60多個。據國家海關統計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年共生產家用電子秤稱重傳感器共1.2億只，與其配套的電阻應變計（以單軸片計算）約4.8億片。

    經過多年的研究與生產實踐，解決了稱重傳感器量程小、彈性體小、電阻應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，一般中型以上的生產廠日產電阻應變計12萬片以上，稱重傳感器3萬多只。他們用高質量的溫度和模量自補償電阻應變計較好的解決了這一難題，為大批量生產家用電子秤稱重傳感器創造了條件。