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| 我国称重传感器总体质量水平有待提高 |
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.概述
称重传感器技术是电子称重技术的重要基础，称重传感器是电子衡器和电子称重系统的核心部件。现代称重技术的发展促进了称重传感器技术的进步，而微电子技术、计算机技术、网络通讯技术、现代制造技术、防护密封技术等的发展，又为开发新型称重传感器提供了技术和物质基础。20世纪80年代以来，美、德、日等工业发达国家的一些企业，为满足国际电子衡器市场的需求，在称重传感器共性关键技术与工艺的研究，定型产品工程化生产和新产品开发上都取得了很大进展，使称重传感器向着小型化、集成化、多功能化和智能化方向发展。建立了设计技术拟实化，制造技术虚拟化，生产工艺网络化的现代企业信息系统。它包括计算机辅助设计和动态仿真系统；面向产品生产过程的模拟和检验的虚拟技术和供应链及物流设计的建模和仿真系统；网络化的生产工艺流程监督、监控系统等。每个国家都出现了多个年产20~40万只称重传感器的著名企业，产品的内在和外观质量均为国际一流水平。简而言之，这些企业成功的经验是加强基础研究，创新工艺装备，严格制造工艺，全面质量管理。
我国称重传感器从20世纪80年代20多家企业先后引进美、日等国的设计与制造技术小批量生产，到90年代自行设计大批量生产，技术和工艺水平都有很大提高，产品质量和数量基本满足国内市场需求。当时人们对称重传感器产品的认识是：多品种、小批量、低成本、高收益、投资少、见效快。于是导致各系统的一些企业和个人纷纷进入此行业，使生产厂家迅速增加到160多个，造成市场拥挤，加剧了市场竞争。仅几年时间称重传感器产量大幅度上升，而质量却是良莠不齐，鱼龙混杂，让人揪心。一些企业为了多销产品，就打价格牌，谁的价格低，谁就是大赢家，价格大战已到了走火入魔的程度。他们当中有的企业生产条件简陋，缺乏必要的工艺装备和检测手段，东拼西凑组合出产品；有的企业只具备一定的生产条件，在利益驱使下，为了降价格抢市场，竟不顾国家标准和产品质量法，用低档原材料，元器件生产出成品，以次充优；有的虽具备生产条件，但为了拼成本，不按定型鉴定时样机的制造工艺生产，改材料、换元件、减工艺，只求勉强合格或人为"合格"。价格竞争的恶果，在称重传感器产品质量国家监督抽查中突出的表现出来：1997年合格率仅为17%，2002年合格率也只有37.5%。1998年到2003年，国家质检总局对电子计价秤产品质量进行了6次国家监督抽查，合格率一直徘徊在50%左右，其中绝大部分还是称重传感器温度性能不合格。
尽管一些独资、合资企业一直保持着较高的生产水平和稳定的产品质量，在技术与工艺上已接近或达到世界先进水平，但受价格竞争的影响，内销产品数量逐年减少。国内一些老牌骨干企业，面对价格大战，还是坚持主要原材料、元器件不变，制造工艺不变，在保证质量的前提下，内部挖潜，降低成本，在国家监督抽查中经得住考验，取得了全部合格的好成绩，但利润却逐年下降，企业的生存和发展面对严峻挑战。
我国称重传感器的总体质量水平，其实质反映的是总体技术、工艺和管理水平，目前已经影响到电子衡器的发展。如果企业一味降价，一味让利，甚至无利销售，就不可能有资本的原始积累，企业就没有能力去研究新技术、新工艺，开发新产品，从而也就降低了企业的信誉度，我国的称重传感器行业实际上如同建立在沙滩上的城堡，这样下去是十分危险的，我国称重传感器与工业发达国的差距会越来越大，甚至永无赶超之日。国内称重传感器生产厂家和政府各级质量监督部门应充分认识这一问题的严重性，必须采取有效措施尽快提高我国称重传感器的总体质量水平。解决质量问题最有效的方法就是标本兼治，从源头抓起。各级质量监督部门要以法行政，不谋私利，各生产企业要提高计量法制意识，保证称重传感器生产必备条件，严格执行国家标准，以法生产，确保生产出质量合格并始终如一的产品。只有变“价格竞争”为“质量竞争”、“创新竞争”才是提高我国称重传感器总体技术与工艺水平，总体质量水平，跟上国际技术发展潮流，融入国际市场的正确途径。
2.近几年国家监督抽查情况及主要问题
由于以称重传感器为核心部件的电子衡器产品，其准确度和可靠性即涉及到国内外贸易结算，又涉及到广大消费者利益，所以被原国家质量技术监督局于1999年列入《首批重点管理的计量器具目录》，并明确规定制造许可证的申请、考核和发证要严格按照国家规定办理。2000年又发布了《衡器制造计量器具许可证考核必备条件》，其中称重传感器部分对生产规模、生产设施、检测设备等都有明确要求。这样做的目的就是要求生产企业认真贯彻《计量法》，严格执行国家标准，不断提高称重传感器和电子衡器的质量水平。然而事与愿违，由于种种原因，特别是恶性价格大战，无法无序的竞争，产品质量非但没有提高而且与国际同等产品的差距逐渐加大。看看近几年国家监督抽查结果，你会更加感到称重传感器总体质量形势的严峻性。
1997年国家监督抽查14个企业共48只称重传感器，其中电子计价秤用15~20kg称重传感器33只，合格5只，合格率15%；电子汽车衡用20~25t称重传感器15只，合格3只，合格率20%，总合格率17%。所抽产品全部合格的只有2个企业，占抽查企业的14%。不合格主要原因是温度性能指标不符合要求。
2000年国家监督抽查10省市31个企业93台15kg电子计价秤。抽查企业占生产企业的30%，其产量占全国总产量的80%。抽查结果20个企业共60台产品合格，合格率64.5%。因称重传感器温度性能不合格6个企业，18台产品，占不合格产品的55%。
2001年国家监督抽查14省市25个企业15kg电子计价秤共75台，全部合格12个企业共36台产品，合格率48%，比2000年国家监督抽查合格率降低16.5%。其中抽查了因质量问题用户反映强烈的11个企业，33台产品，只有3个企业9台产品合格，合格率27.3%。在39台不合格产品中，因称重传感器温度性能不合格共21台，占不合格产品的54%。
2002年国家监督抽查7省市16个企业共48只称重传感器，合格18只，合格率37.5%。30只不合格产品，来自10个企业，不合格原因全部是称重传感器温度性能不符合要求。更为严重的问题是在抽查的16个企业中，只有1个企业严格执行国家标准。
2003年国家监督抽查9省市33个企业生产的33种15kg电子计价秤，合格17种，合格率51.5%。在16种不合格产品中，因称重传感器温度性能指标超差，而造成电子计价秤温度试验项目不符合标准规定的共有9种产品，占不合格产品的56%。其中最大误差低温-13.5g,常温-11.5g，高温-12.0g。
分析上述五次国家监督抽查称重传感器和电子计价秤产品质量不合格的主要原因，不难得出，都是称重传感器温度性能指标不合格惹的祸。此结果有力的说明了作为称重传感器核心制造工艺之一的灵敏度温度补偿的重要性，《衡器制造计量器具许可证考核必备条件》的必要性。
3.国家监督抽查结果分析及与国际技术、工艺水平的差距
从称重传感器和电子计价秤产品质量五次国家监督抽查结果，不难看出，称重传感器合格与不合格产品其综合性能指标，稳定性和可靠性差别极大。说明抽查产品合格与不合格企业在工艺装备、检测手段、灵敏度温度补偿工艺、产品质量控制与管理上存在较大差距。这些问题应从认识上、技术上、工艺上和管理上找原因。
在认识上，对称重传感器属于技术密集型和技巧密集型的高技术产品，必须重视基础技术和工艺研究，特别是批量生产工艺研究认识不足；对称重传感器是国家强制管理的法制计量器具，必须满足《衡器制造计量器具许可证考核必备条件》按国家标准依法生产认识不足；对稳定性和可靠性也是称重传感器的重要质量指标认识不足。因而对称重传感器的竞争主要是制造技术与制造工艺的竞争不理解；对根据国际法制计量组织（OIML）R60国际建议制订的《称重传感器》国家标准（GB/T7551-1997）不理解，不执行。不少企业还停留在旧检定规程的测试与试验方法上，错误的将0.02级与C3级等同起来，忽视了低温、高温对称重传感器误差的影响，而造成产品不合格。
在技术与工艺上，没有掌握称重传感器的性能和质量随结构、材料、工艺、检定等因素而变化的规律，根据生产条件提高制造工艺水平，稳定产品质量；缺乏对核心工艺，特别是电路补偿与调整工艺、防护与密封工艺和稳定处理工艺的研究与应用；不按制造计量器具许可证考核必备条件配置工艺装备，全国160多个称重传感器生产企业，只有30余家配备了灵敏度温度补偿装置，80%左右的生产厂不能自己进行灵敏度温度补偿试验与检测。这些厂家，有的送计量监督部门做出补偿数据进行补偿；有的不顾自己的生产条件照抄国内其它企业同类产品的补偿数据进行补偿；有的通过估算数据进行补偿，其结果不是欠补偿就是过补偿，导致称重传感器温度性能不符合要求。为了降低成本，低价占领市场，对元器件即不进行环境应力筛选，形成产品后又不进行稳定性处理，造成称重传感器零点和灵敏度稳定性差。个别企业技术力量薄弱，人员素质不高，无法执行新的国家标准。
在管理上，没有确立称重传感器是一项系统工程的概念，因而不能把技术与管理结合起来，形成新的制造系统和有效的全面质量管理体系。只重视产量，忽视质量，片面追求经济效益。有的厂家对产品定形鉴定和样机试验确定的制造工艺，在进行批量生产时任意简化，甚至更改，降低要求，减少检测次数，使产品出现较多的缺陷和隐患；有的厂家在生产中改材料、换元件粗制滥造，用每吨3千多元的40Cr低淬透性钢代替每吨一万余元的40CrNiMoA高淬透性钢，根本不考虑称重传感器应有很高的强度储备，以及40Cr第二类回火脆性对称重传感器性能的影响。
在国家监督抽查产品质量不合格的企业中，也有工艺装备、检测手段齐全，电路补偿与调整工艺完善，质量控制与管理严格的企业，只是由于对R60国际建议和国家标准的试验方法与计算程序在理解上产生偏差，而使被抽产品的温度指标部分超差，只要他们掌握了称重传感器的试验与计算方法，严格控制各项温度误差，就会生产出符合国家标准要求的产品。
就总体而言，我国称重传感器与工业发达国家的差距主要是结构类型偏少，品种规格不全，特种用途奇缺，准确度等级较低，C3级成功率不高，稳定性和可靠性差，工作寿命低，返修率高；自主知识产权产品和创新产品少，低水平重复产品多；外观质量虽有较大提高但与国际水平仍有较大差距，表面处理工艺还需改进和提高；基础元材料、元器件、防护与密封材料等技术性能偏低，需要改进和提高质量，保证稳定性；产品的工程化研究不够，批量生产时产品技术指标的均一性差，即工艺差别大，人为的因素影响多，企业产业化水平低；关键工艺装备和检测仪表等无专业研究生产单位，影响称重传感器制造工艺的发展。
归根到底主要差距是在制造工艺上。通常将称重传感器的制造工艺分为支持工艺、基础工艺、核心工艺和特殊工艺。
支持工艺：弹性体金属材料的锻造、机械加工、热处理和表面处理等。
基础工艺：称重传感器用电阻应变计，应变计粘接剂、补偿元材料、元器件、防护与密封材料等。
核心工艺：电阻应变计粘贴、固化、组桥，各项电路补偿与调整，应变计防护与密封，全自动快速检测等。
特殊工艺：弹性体加工成形后各种热处理法时效工艺，形成产品后各种机械法稳定处理工艺，例如振动时效和共振时效工艺等。
其中又以基础工艺和特殊工艺的差距最大。由于近年来美国VMM公司的电阻应变计和M-Bond610应变胶，德国HBM公司的电阻应变计和710应变胶已进入中国市场。山东济宁无线电元件三厂的RB9型灵敏度温度补偿电阻，河南西平科泰化工厂和洛阳贝隆化工材料有限公司的聚氨脂密封胶研制成功，都为称重传感器的开发与批量生产提供了物质保证。特殊工艺可在国内外称重传感器生产厂家进行时效和稳定处理时广泛应用的热处理法--高温处理、低温深冷、冷热循环、恒温时效，机械法--脉动疲劳、超载静压、振动时效、共振时效的基础上，结合本厂的生产条件和工艺特点创造出有效易行的工艺方法。
4.恶性价格竞争对称重传感器总体质量的影响
什么是质量？ISO8402给出的定义为：质量是反映实体满足明确和隐含需要的能力和特性的总和。《产品质量法》中规定：产品质量应当符合两项默示担保条件和一项明示担保条件的要求，即产品不存在不合理的危险；具备产品应当具备的使用性能；符合国家标准规定的质量状况。由此不难看出，上述标准中规定的质量要求不但包含了产品应当符合有关明确规定的内涵，更着重地提示了产品质量要具备满足用户使用需要（包括明确的和隐含的）的能力。换句话说，上述标准规定了产品质量不但要满足“符合性”的要求，更要满足“适应性”的要求。从法制计量角度看《产品质量法》就是对产品要求的规定，是对产品生产者、销售者应当履行的产品质量义务作出的法律规定。但是面对越演越烈的价格竞争，有些企业为了抢占市场，竟以牺牲产品质量为代价低价竞销，早把《产品质量法》、《计量法》抛到九霄云外了。
意识决定行为，质量意识的高低无疑对称重传感器的质量起着至关重要的作用。在全国160多个称重传感器生产企业中，确有不少企业质量意识还处于较低的层次，远不能适应市场经济和国际竞争的要求，主要表现在“三性”上，即被动性，有的企业质量意识比较淡薄，缺乏主动抓质量的意识，被动应付质量监督部门的检查，迫于形势为获证而认证，虽突击过关，但不能保持其质量水平并未真正提高。局限性，有的企业质量意识还处于较原始的层次，只追求产品勉强合格，不重视稳定性和可靠性质量，把可靠性指标定为保修期不出大问题。脆弱性，有的企业在经营思想中质量所占份量极小，质量意识很不牢固，当质量与速度，质量与利益发生冲突时，牺牲的往往是质量。尤其是在市场需求量大的时候，更是不顾质量扩大规模，陷入低质低价缺乏竞争力的怪圈。上述质量意识上的缺陷，给我国称重传感器行业的发展带来的负面影响是十分明显的。只要看一看在经营活动中，以牺牲质量为代价，改材料、换元件、拼成本、抢市场的问题，就可感受到称重传感器质量问题的严重性和质量监督与质量管理、规范市场与打假治劣的必要性。现以弹性体材料和电阻应变计为例进一步分析此问题。
定型鉴定和样机试验时使用每吨万余元的高淬透性优良调质钢40CrNiMoA 做弹性体，批量生产时则使用每吨3千多元的低淬透性普通调质钢40Cr做弹性体，目的只是降70元左右的成本。众所周知，称重传感器的性能和质量是随结构、材料、工艺、检定等因素的变化而变化的，其中弹性体材料往往起关键作用。我国称重传感器生产厂家普遍使用的40CrNiMoA优质调质钢，是钢铁科研部门20世纪70年代科技攻关产品，与工业发达国家称重传感器生产厂家所用钢种基本相同。与其相当的钢种牌号有：美国AISI4340，俄罗斯40XHZMA，日本SNC439，英国En110、S95、S118，法国35NCD5、36NCD5。它具有很好的淬透性，调质状态下能在大截面上获得均匀的配合良好的强度和韧性；较高的疲劳强度和较低的缺口敏感性；很高的低温冲击韧性和无明显的回火脆性。这些优良性能保证了称重传感器的综合性能和长期稳定性，工作可靠性。40Cr属于低淬透性的普通调质钢，其强度只比45号钢高20%，根本不符合高精度称重传感器弹性体材料屈强比大、强度储备高的要求。40Cr钢最大的缺点是高温回火时易产生第二类回火脆性，它是在某些区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间的脆化现象，其结果使钢的韧性降低，如控制不好对称重传感器的综合性能和疲劳寿命都有影响。为克服这一缺点，才在铬钢中加入Ni、Mo等合金元素，其目的是提高淬透性，全部淬透的弹性体可获得均匀的综合力学性能，特别是高的屈强比（6s/ ）;强化铁素体细化晶粒，提高回火稳定性，防止第二类回火脆性，这就是世界各国普遍采用镍铬钼调质钢作弹性体的主要原因。钢铁研究院的研究结果是40CrNiMoA经高温回火，可消除或降低弹性体的内应力，稳定组织、尺寸和形状，获得较高的力学性能，而且弹性滞后最小，弹性模量的稳定性最好。据我们了解到的国外称重传感器生产厂家，尚没有用40Cr做高精度称重传感器弹性体，我国一些称重传感器生产厂家是特例，这样的特例还是没有为好。
电阻应变计是称重传感器的核心部件，其热输出、机械滞后、零点漂移、蠕变和疲劳寿命等指标，在很大程度上决定了称重传感器的技术性能、稳定性和可靠性。因此，高精度称重传感器用电阻应变计在电阻值偏差、灵敏系数稳定性、热输出等指标均应高于《电阻应变计》国家标准（GB/T 13992-92）中A级水平。一般都应对电阻应变计的几何形状和表面质量，机械与电学性能，电阻值偏差等进行严格筛选，这是保证称重传感器质量的重要环节。但有的生产厂家，片面追求低成本，以热输出分散大且超差的每片4元左右的双剪切电阻应变计，代替15元左右的高精度电阻应变计。而对外却一再声称用的是进口应变计和应变胶。他们追求的是称重传感器勉强合格，就是出现不合格产品，也要设法人为“合格”。由于隐患多故障率高，他们就误导用户，把国际公认的称重传感器是半永久性器件，IP67、IP68防护密封等级的产品至少可以稳定的工作10年，说成是受载频繁比较容易损坏的产品，保修期内或过保修期出现故障，甚至损坏都属正常的现象，让用户接受他们低价格的同时也接受他们产品的低质量。
综上所述，企业法制计量意识和产品质量意识淡薄，市场不规范，无法无序的价格竞争是我国称重传感器总体质量水平下降的主要原因，国家质检部门的质量监督和质量管理任务十分艰巨。看来只有运用行政手段提高企业的质量意识；运用市场手段健全市场竞争规则；逐渐淘汰质量意识差，产品质量低的企业；运用文化手段把质量意识纳入企业文化建设之中，促进企业产品质量提高，增强产品在市场上的竞争能力。
5.国外著名企业称重传感器技术快速发展的原因和经验
随着现代科学技术的发展，特别是微型计算机技术的普及，各工业领域普遍要求用称重传感器来检测重量信息，其称重任务已从单纯的称重计量，发展为自动在线称重计量和动态称重计量，极大的促进了称重传感器技术的发展。据国际计量联合会的会议录介绍，应变式称重传感器占电子衡器用传感器的90％以上。尽管世界各国的传感器技术还不能与计算机技术和通讯技术协调发展，尚不能扭转“大脑发达、感官迟钝”的被动局面。但在工业发达国家的称重传感器技术却得到了比较快速的发展，其产品覆盖了美洲、欧洲和亚洲大部分市场。国外一些称重传感器企业其技术与工艺快速发展的主要原因是：
（1）重视称重传感器基础技术、共性关键技术的研究。与称重传感器准确度、稳定性和可靠性有关的弹性体金属材料，电阻应变计、应变粘接剂、补偿元器件和防护密封材料等的研究与生产一直处于国际领先地位。在大阻值电阻应变计用超薄型合金箔材和灵敏度温度补偿新材料的研制上都有突破性进展。
（2）重视新技术应用和自主知识产权产品的开发。
根据电子称重技术和电子衡器产品的发展规律和市场需求，确定技术开发方向和产品结构。不断纳入现代高新技术，在传统称重传感器技术的基础上，推出技术创新产品和开发具有自主知识产权的产品。例如：小型化弯曲环结构、超薄型板式结构称重传感器；正负蠕变电桥合成的零蠕变称重传感器；集成化的称重板、称重轨；数字式智能称重传感器等。
（3）重视现代制造技术、制造工艺的研究与应用。
21世纪称重传感器的竞争主要是制造技术和制造工艺的竞争。先进的制造技术和制造工艺与称重传感器技术是相辅相成的促进与带动关系，是强化企业竞争力提高经济效益的重要手段。因此，国外称重传感器生产企业普遍重视制造技术与制造工艺的研究、移植、嫁接等实际应用。例如把迅速发展的计算机技术、信息技术、自动化技术和物流技术与传统的制造技术相结合，形成新的柔性制造系统，兼容大批量、多品种生产；在生产工艺中纳入网络技术，实现生产工艺流程网络化；研究与应用智能补偿技术与装备，振动时效新工艺等。
（4）重视称重传感器的可靠性设计、控制与全面质量管理。
称重传感器的稳定性和可靠性是重要的质量指标，它贯穿于生产工艺的全过程。国外称重传感器生产企业特别重视生产过程的质量控制，即设计符合性控制和工艺可靠性控制。不断提高技术和生产人员的质量意识，严格工艺纪律，遵守试验和测试规定，最大限度排除影响质量的因素，保证工艺兑现率达到100%。
（5）重视市场竞争，加强市场调查与分析，快速响应市场。
21世纪的市场竞争是以市场响应速度为焦点，以创新产品和自主知识产权产品为基础。称重传感器产品虽然有自己的特点，但也应遵循这一市场规律。称重传感器的竞争同样是以技术含量和产品质量为基础的，归根结底是技术和质量的竞争。国外称重传感器生产企业正是作到了技术发展快，对新产品开发投入多，才适应了市场的发展并在激烈的竞争中立于不败之地。他们技术创新的标准是新产品应具有较高的技术先导水平，工艺先进水平，最好具有较广泛的市场扩散性和一定的效益增殖性。
国外称重传感器生产企业增强竞争能力的四点经验是：
(1)加强基础设施建设，配置优良的工艺装备、检测仪器仪表，完善各项电路补偿装置，努力做到工艺装备和制造工艺最先进。
(2)具有比较长期的战略眼光，瞄准世界称重传感器技术的发展潮流和战略前沿，制订规划，指导确立研发项目和新产品开发，确保产品技术的先导性和制造工艺的先进性。
(3)对新技术、新工艺、新产品的研究与开发有较大的资金投入。解决了称重传感器科研开发与批量生产较深层次的结合问题。增强了基础研究与超前研究能力，保证了新产品和自主知识产权产品的开发和生产。
(4)在科学管理的基础上加强文化管理，其重要特征就是尊重人、理解人、关心人、培养人，实行以人为本的管理。人是生产力的重要因素，是企业财富的创造者，重视人才培养，特别是第一线人才的培养。
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