本文闡述了稱重傳感器在工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)中的重要性，匯總了我國稱重傳感器在 技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的主要問題，總結(jié)了發(fā)展我國稱重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)必須重視的問題。稱重 傳感器是地磅中非常重要的元器件，稱重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是衡量一個國家衡器技術(shù)水 平的重要標(biāo)志。地磅工業(yè)又是工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)的一個重要的分支，了解和掌握我國稱重傳感器 在工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中面臨的問題，這對推進我國稱重傳感器和地磅工業(yè)的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展 有積極的作用！

一、綜述

現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息的采集、傳輸和處理技術(shù)，即傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技 術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息技術(shù)系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。稱重傳感器技術(shù)是當(dāng)今世界令人矚 目、迅猛發(fā)展的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的一個重要標(biāo)志，與通信技術(shù)、計算機技術(shù)共同 構(gòu)成21世紀(jì)信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。

信息采集系統(tǒng)的首要部件是稱重傳感器，且置于系統(tǒng)的最前端。在現(xiàn)代技術(shù)中，稱重傳感器實 際上是現(xiàn)代測試技術(shù)和自動化技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著國內(nèi)工業(yè)自動化、信息化、物聯(lián)網(wǎng)和國防現(xiàn)代化的 發(fā)展，稱重傳感器的年需求量持續(xù)增長，稱重傳感器的應(yīng)用也越來越廣泛，已滲透到各個專業(yè)領(lǐng)域， 但是目前國內(nèi)稱重傳感器技術(shù)的水平有限，制約了我國工業(yè)自動化、物聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù)的發(fā)展。

稱重傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成之一，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分。我國在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟 動和發(fā)展上與國際相比并不落后，我國中長期規(guī)劃《新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)》中有重點專項研 宄開發(fā)“稱重傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”，國內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)絡(luò)解決電力、交通、公安、 農(nóng)漁業(yè)中的信息通信技術(shù)的服務(wù)。在溫總理關(guān)于“感知中國”的講話后，我國“物聯(lián)網(wǎng)”的研宄、開發(fā) 和應(yīng)用工作進入了高潮，江蘇省無錫市一馬當(dāng)先率先提出建立“感知中國”研宄中心，中國科學(xué)院、 運營商、知名大學(xué)云集無錫，共同協(xié)力發(fā)展我國的物聯(lián)網(wǎng)。

二、稱重傳感器在工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)中的重要性

稱重傳感器是工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)的重要組成之一。稱重傳感器是自動化控制系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)中 獲得信息的唯一手段和途徑，稱重傳感器對采集信息的準(zhǔn)確性和可靠性將直接影響到控制單元對信 息的處理與傳輸。稱重傳感器的穩(wěn)定性、可靠性、響應(yīng)速率、抗干擾性等性能指標(biāo)會對工業(yè)自動化 控制系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的性能起到舉足輕重的作用。特別要強調(diào)對于新興的物聯(lián)網(wǎng)來講，稱重 傳感器是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。

從近年來的稱重傳感器實際應(yīng)用和市場情況來看，相對于計算機技術(shù)、通信技術(shù)，稱重傳感器 技術(shù)在國內(nèi)處于弱勢地位，不足之處相對較多，還在進一步拉大與國外的差距。我國稱重傳感器產(chǎn) 業(yè)面臨許多突出問題：（1)技術(shù)創(chuàng)新能力很弱，研發(fā)投入嚴(yán)重不足；（2)重研發(fā)、輕應(yīng)用，產(chǎn)品附 加值不高；（3)缺乏健全的機制來確保產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；（4)傳感技術(shù)人才短缺，特別是高級技術(shù)人才 及技術(shù)專家匱乏；（5)國際分工地位較低，不具備有國際競爭力的高新技術(shù)企業(yè)。未來5?10年， 物聯(lián)網(wǎng)將有上萬億元的高科技市場，其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大幾倍，所以發(fā)展稱重傳感器技術(shù)刻不容緩， 倘若依靠從國外進口，我們不但失去廣闊的市場，蒙受巨大的經(jīng)濟損失，而且還可能會造成國家安 全無保障。

三、目前我國稱重傳感器在技術(shù)及產(chǎn)業(yè)政策方面存在的主要問題

1.技術(shù)方面

（1）核心競爭技術(shù)匱乏，創(chuàng)新能力薄弱

在稱重傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)研宄方面，對新原理、新材料的研發(fā)相當(dāng)薄弱，對產(chǎn)品的特定性能研 宄不夠深入。國內(nèi)對稱重傳感器的基礎(chǔ)理論研宄很不重視，所以也就很難得到科技立項，即使得到 了立項，由于經(jīng)費很低也無法完成，最終也就不了了之。加之目前的大環(huán)境來看，企業(yè)重視效益， 政府看重業(yè)績，導(dǎo)致了不屑于基礎(chǔ)技術(shù)的研宄。因而對傳感技術(shù)的研宄缺乏厚實基礎(chǔ)。所以在近幾 十年來，國內(nèi)幾乎沒有一項稱重傳感器新原理問世。大多是購置國外的樣機，進行解剖對其分析并 測繪，最大限度地進行一些小的集成創(chuàng)新。

（2）設(shè)計、可靠性、裝備、封裝等關(guān)鍵技術(shù)未取得實質(zhì)性突破

1）設(shè)計技術(shù)。稱重傳感器的設(shè)計技術(shù)涉及多種學(xué)科、多種理論、多種材料、多種工藝及現(xiàn)場 使用條件；設(shè)計過程復(fù)雜，考慮因子多；設(shè)計人才匱乏。

2）可靠性技術(shù)。目前可靠性是影響大量國產(chǎn)稱重傳感器應(yīng)用的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，在我 國電力部門所采用的進口稱重傳感器一般在2?3年不需檢修，采用國產(chǎn)稱重傳感器一般要3?6個 月進行檢修。通常國產(chǎn)稱重傳感器可靠性指標(biāo)比國外同類產(chǎn)品低l?2個數(shù)量級。一般來講，稱重傳 感器的可靠性與設(shè)計技術(shù)（結(jié)構(gòu)設(shè)計、可靠性設(shè)計等）；基礎(chǔ)材料（結(jié)構(gòu)材料、化學(xué)試劑、輔助材 料等）；工藝方法（工藝參數(shù)確定、工藝路線選擇、工藝裝備選用等）；使用環(huán)境（高溫、高壓、強 磁、振動等）都有密切的關(guān)系。同時還與制造廠家質(zhì)量管理有關(guān)。

3）裝備技術(shù)。長期以來，稱重傳感器的工藝裝備問題一直得不到應(yīng)有的重視與關(guān)注。稱重傳 感器的性能和工藝創(chuàng)新與工藝裝備關(guān)系極大，稱重傳感器工藝裝備本質(zhì)上與其他設(shè)備有很大不同， 更注重專用性、特殊性，基本上是一類稱重傳感器一類裝備。大多稱重傳感器工藝創(chuàng)新依賴于新工 藝裝備的問世。在稱重傳感器工藝裝備的研發(fā)與生產(chǎn)方面，國家沒有資助且投入很少，依靠企業(yè)自 籌資金進行研發(fā)，既不利于稱重傳感器工藝研宄的創(chuàng)新，且這塊市場被國外所壟斷和占領(lǐng)，嚴(yán)重制 約了我國稱重傳感器行業(yè)的發(fā)展。

4）封裝技術(shù)。稱重傳感器的封裝問題越來越受到稱重傳感器業(yè)界的高度關(guān)注。實際上稱重傳 感器的封裝技術(shù)對稱重傳感器的性能特別是穩(wěn)定性和可靠性起著舉足輕重的作用。稱重傳感器與集 成電路不同，稱重傳感器必須直接與被測介質(zhì)接觸，被測介質(zhì)的環(huán)境可能是高溫、高腐蝕、高濕、 強沖擊、強振動等惡劣環(huán)境，而集成電路器件的工作環(huán)境通常較好。稱重傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和封裝 材料，還影響稱重傳感器的遲滯、時間常數(shù)、靈敏性，使用壽命等性能。封裝成本也占據(jù)稱重傳感 器總成本相當(dāng)大的一部分。國內(nèi)對稱重傳感器的封裝問題尚未形成系列、標(biāo)準(zhǔn)，也無統(tǒng)一接口，因 而稱重傳感器的外型千差萬別，很不利于用戶的選用和產(chǎn)品互換。

(3)品種、規(guī)格、系列不全，技術(shù)指標(biāo)不高

國內(nèi)稱重傳感器產(chǎn)品往往形不成系列，即使形成系列也大多是從國外產(chǎn)品改頭換面或克隆過來 的，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。如工業(yè)自動化系統(tǒng)中廣為應(yīng)用的高精度、高穩(wěn)定的低微差壓稱重 傳感器，高差壓、高靜壓稱重傳感器，國內(nèi)尚不能穩(wěn)定、批量供貨，基本靠國外進口。國產(chǎn)稱重傳 感器的測量精度、溫度特性、響應(yīng)時間、穩(wěn)定性、可靠性等指標(biāo)與國外也有相當(dāng)差距?？傊瑖鴥?nèi) 稱重傳感器的技術(shù)水平比國外要落后10年左右，工藝水平和裝備水平落后15年左右。

2、產(chǎn)業(yè)及政策方面

稱重傳感器科研、產(chǎn)業(yè)化體系推進不力，國家支持力度不夠，產(chǎn)業(yè)政策不實，稱重傳感器產(chǎn)業(yè) 遠(yuǎn)落后于集成電路產(chǎn)業(yè)、計算機產(chǎn)業(yè)和通信產(chǎn)業(yè)。由于稱重傳感器本身固有的特征，國內(nèi)稱重傳感 器分屬不同的行業(yè)和部門，像目前的物聯(lián)網(wǎng)由工信部牽頭，科技部主管技術(shù)攻關(guān)，發(fā)改委側(cè)重產(chǎn)業(yè) 化項目和市場推廣。卻沒有一個部門是從基礎(chǔ)開始，系統(tǒng)地從國家高度的層面研宄傳感技術(shù)的發(fā)展 問題，因此稱重傳感器在“戰(zhàn)略發(fā)展”、“標(biāo)準(zhǔn)制定”、“產(chǎn)業(yè)布局”、“人才培養(yǎng)”等方面沒有系統(tǒng)的管 理者。稱重傳感器的“產(chǎn)業(yè)體系”、“研發(fā)體系”、“市場體系”等諸多方面尚未真正落到實處。歸納起 來，國產(chǎn)稱重傳感器在產(chǎn)業(yè)化方面存在的主要問題有以下幾點。

稱重傳感器產(chǎn)業(yè)化的主攻方向不明。稱重傳感器品種規(guī)劃繁多，涉及國內(nèi)各有關(guān)部門， 如何把握稱重傳感器產(chǎn)業(yè)化的主攻方向?從何處突破?大家是眾說紛紜。

對稱重傳感器產(chǎn)業(yè)化的重要性認(rèn)識不足。從本質(zhì)講，稱重傳感器產(chǎn)品屬于應(yīng)用產(chǎn)品，稱 重傳感器的技術(shù)水平、經(jīng)濟效益要靠市場應(yīng)用來顯現(xiàn)。技術(shù)通過產(chǎn)品展現(xiàn)效益，對稱重傳感器而言， 搞一點樣品或幾臺樣機不難，生產(chǎn)幾十件產(chǎn)品是沒有意義的（除非特殊的某些軍工及特殊產(chǎn)品）。

對稱重傳感器與市場的依存關(guān)系認(rèn)識不足。市場是振興稱重傳感器的唯一出路。國產(chǎn)稱 重傳感器未能進入國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，也未能進入國家的重點工程建設(shè)項目，沒有對國家安全、民生 安全、災(zāi)難預(yù)防起到關(guān)鍵保障作用。

四、發(fā)展我國稱重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)必須重視的問題

1.以工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為突破口，提升稱重傳感器的技術(shù)水平、工藝水平、產(chǎn)業(yè)水平 和應(yīng)用水平。重點攻克高精度、低成本、低功耗、微型化傳感技術(shù)，重點開發(fā)新原理、新材料、新 工藝新型稱重傳感器，拓展稱重傳感器被監(jiān)測量類型。有一定基礎(chǔ)條件的稱重傳感器產(chǎn)業(yè)化工程， 形成有集聚效應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化基地，大力扶持高端稱重傳感器的開發(fā)、應(yīng)用與推廣。

2.國家應(yīng)統(tǒng)一部署和規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)用稱重傳感器核心技術(shù)的選擇、發(fā)展方向的把握、基礎(chǔ)研宄、 技術(shù)研發(fā)、實踐驗證和應(yīng)用推廣的時間節(jié)點和重點工作內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局稱重傳感器的“研 發(fā)體系”、“產(chǎn)業(yè)體系”、“標(biāo)準(zhǔn)體系”、“產(chǎn)品體系”、“市場體系”等國家級指令。要協(xié)調(diào)投資、技術(shù)、

基礎(chǔ)設(shè)施、市場的相互關(guān)系，同時杜絕一哄而上而造成的惡性競爭。

3.發(fā)揮企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體地位；建議集成電路制造企業(yè)與稱重傳感器制造企業(yè)，實行兼 并重組、強強聯(lián)合，為智能網(wǎng)絡(luò)化稱重傳感器規(guī)模生產(chǎn)創(chuàng)造條件；對使用國產(chǎn)稱重傳感器的項目和 部門，實施優(yōu)惠政策；建議國家讓稱重傳感器企業(yè)能享受《關(guān)于進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn) 業(yè)的若干政策》同樣的待遇；從政策、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、科研、資金等方面對部分企業(yè)進行重點支持。

4.加速人才培養(yǎng)。我國稱重傳感器行業(yè)，缺乏高級技術(shù)人才，特別是產(chǎn)業(yè)化需要的技術(shù)型人 才和市場拓展型人才。應(yīng)多方面、多渠道、挖掘高層次的復(fù)合型人才，絕不能有“拔苗助長”的急躁 心理，為相關(guān)人才創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和生活環(huán)境。

5.加強國際合作。稱重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須具有開放的心態(tài)，引進和學(xué)習(xí)國外優(yōu) 秀成果，包括資金、人才、技術(shù)、營銷和管理，通過國內(nèi)良好的投資環(huán)境吸引有實力的優(yōu)秀外資企 業(yè)落戶，并與之形成良好的交流，以推進我國稱重傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的升級換代。國際合作非常重 要，但不等于可以盲目毫無選擇的合作。合作的目的是既能讓人家有利可圖，也能讓我們在技術(shù)及 產(chǎn)業(yè)發(fā)展上有收獲。

五、總結(jié)

近年來，我國稱重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)存在的主要問題在相關(guān)職能部門、主管部門和企業(yè)中都已 意識到，也對上述應(yīng)重視的問題有所重視。但就從目前的情況來看，沒有產(chǎn)生很大的效果，我國稱 重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與國外先進水平雖說差距在縮小，但存在比較大的差距。筆者認(rèn)為，要徹 底解決問題必須要從多個方面充分認(rèn)識存在的問題，在發(fā)展和促進的同時不能顧此失彼。抱有“頭 痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的做法必然不能解決所面臨的問題。相信只要足夠重視本文中所提出的問題， 我國稱重傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)在不久的將來會取得豐碩的成果。