浅谈动态轨道衡与传感器的发展过程

　　一、前言

　　我国的动态轨道衡和称重传感器都有五十年左右的研发和应用历史。但是在五十年前第一台动态轨道衡并没有应用称重传感器，而第一支称重传感器也没有为动态轨道衡而研发。它们在之后的十年才走到一起，成为我国第一台动态电子轨道衡。

　　我国的第一台动态轨道衡产生于 1960 年，它是由鞍钢计量厂研发的 4090 型电磁阻尼动态机械轨道衡。没有采用称重传感器，而是在机械杠杆末端的计量杠杆处装以电磁阻尼、利用铜板内在电磁作用下的涡流损耗来平衡计量杠杆的振荡，利用压角开关控制计量杠杆的游标，即时打印出称量数据，此纯属动态机械轨道衡，此种动态机械轨道衡在 1960 年之后的二十年得到一定的发展，鞍钢大约 50 台左右，全国冶金企业推广的数量应不足百台，后期经过光栅式、机电式 (杠杆加传感器) 改造，并有通过八十年代动态轨道衡检定规程的“案”例，如鞍钢灵山二线、合肥钢厂机电结合动态轨道衡等，这种动态轨道衡于1990 年之后不久销声匿迹，很好的完成了它的阶段使命。

　　我国的电阻应变式称重传感器也产生于上世纪六十年代，但它首先应用于电子皮带秤，并迅速的成为电子秤专业生产厂家的产品，如营口仪器三厂和华东电子仪器厂的电子皮带秤。只有到了上世纪六十年代末、七十年代初，动态轨道衡和称重传感器才结合在一起，形成了我国的第一代动态电子轨道衡 (按动态机械轨道衡排行应该是第二代)。从而我国动态电子轨道衡步入散装物料动态计量行列，经过四十多年的创业和发展，才使我国动态电子轨道衡行业有了快速发展。

　　二、动态电子轨道衡传感器的研发

　　上世纪六十年代末至七十年代初，我国动态电子轨道衡的传感器技术水平尚属初级阶段，准确度级别低，各种补偿缺乏，弹性体材料一般选用 40Cr 或 50CrV 等，应变计为丝绕片酚醛树脂基底，弹性体的结构为古老的筒式，因此按着老一代电子秤的说法其满量程精度只为千分之二左右，如鞍钢新华动态电子轨道衡、湛江化工厂轨道衡和武钢程槽铁矿轨道衡，而到了上世纪七十年代中后期，我国的专业衡器厂家认为批量生产动态电子轨道衡的时机已经成熟，开始进入了这一领域。首推的应该是武汉衡器厂，他们生产了我国第一台轴计量的动态电子轨道衡 (称重轨长1.4m)，并用于湖北黄石大冶钢厂，经中国计量科学研究院大质量室检定合格后投入使用 (1977年)，然而其传感器仍没脱离落后的技术和工艺，这是由当时国情所决定的。弹性体结构仍为筒式，但在筒式传感器的外围包以带有电阻丝加热装置的外罩，并装有测温铜电阻，利用对其通电与断电来控制其传感器外围的环境温度、保持恒温。而在此前后，更具特色的是苏州仪表元件厂生产的动态电子轨道 (在上海金山化工厂) 在轨道衡的基坑内整体空调恒温，保证坑内整体恒温也就保证了传感器的恒温。而传感器的结构形式有了大的变化，采用了太原工学院生产的箱式压环传感器 (类似国外诺尔敦传感器)，其满量程精度为千分之一，至于准确度级别已不好追述，不好套用新一代电子秤传感器的评定方法。在此之后承德自动化计量仪器厂在北京重型机器厂设计的第一台动态电子轨道衡，则采用了中国计量科学研究院的科研成果拉式板环式传感器，其非线性指标在 0.02~0.03%，灵敏度为 3mV/V，解决了信号和准确度高的问题，但仍有很多不足。湖北化工设计院在之后的抚顺石油二厂的轨道衡也采用了这种传感器。到了天水红山试验机厂在阜新发电厂设计 150t 电子轨道衡则采用了自制的轮幅式传感器，终于走上了较为合理的选择道路，至此我国动态电子轨道衡初级阶段传感器的应用历史至此结束。上世纪七十年代我国自主研发的传感器尚不足以满足我国动态电子轨道衡的技术要求，加上分辨力低，模数转换度慢的仪表，再好的衡器专业人员也难以解决。但七十年代是我国动态电子轨道衡的科技工作者最为活跃的年代，也为我国今后奠定了理论基础和人才储备。