我國稱重傳感器在工業自動化及物聯網應用中麵臨的問題

一、綜述
       現代信息技術的三大基礎是信息的采集、傳(chuan) 輸和處理技術，即傳(chuan) 感技術、通信技術和計算機技
術，它們(men) 分別構成了信息技術係統的“ 感官” 、“神經” 和“ 大腦” 。稱重傳(chuan) 感器技術是當今世界令人矚
目、迅猛發展的高新技術之一，也是當代科學發展的一個(ge) 重要標誌，與(yu) 通信技術、計算機技術共同
構成21世紀信息產(chan) 業(ye) 的三大支柱。信息采集係統的首要部件是稱重傳(chuan) 感器，且置於(yu) 係統的zui前端。在現代技術中，稱重傳(chuan) 感器實際上是現代測試技術和自動化技術的基礎。隨著國內(nei) 工業(ye) 自動化、信息化、物聯網和國防現代化的發展，稱重傳(chuan) 感器的年需求量持續增長，稱重傳(chuan) 感器的應用也越來越廣泛，已滲透到各個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 領域，但是目前國內(nei) 稱重傳(chuan) 感器技術的水平有限，製約了我國工業(ye) 自動化、物聯網和信息化技術的發展。
      稱重傳(chuan) 感器是物聯網的重要組成之一，是物聯網係統中的關(guan) 鍵組成部分。我國在“ 物聯網” 的啟
動和發展上與(yu) 相比並不落後，我國中長期規劃《新一代寬帶移動無線通信網》中有重點專(zhuan) 項研
究開發“ 稱重傳(chuan) 感器及其網絡”，國內(nei) 不少城市和省份已大量采用傳(chuan) 感網絡解決(jue) 電力、交通、*、
農(nong) 漁業(ye) 中的信息通信技術的服務。在溫總理關(guan) 於(yu) “ 感知中國”的講話後，我國“ 物聯網”的研究、開發
和應用工作進入了高潮，江蘇省無錫市*提出建立“ 感知中國”研究中心，中國科學院、
運營商、大學雲(yun) 集無錫，共同協力發展我國的物聯網。
 

二、稱重傳(chuan) 感器在工業(ye) 自動化及物聯網中的重要性
       稱重傳(chuan) 感器是工業(ye) 自動化及物聯網的重要組成之一。稱重傳(chuan) 感器是自動化控製係統及物聯網中
獲得信息的*手段和途徑，稱重傳(chuan) 感器對采集信息的準確性和可靠性將直接影響到控製單元對信
息的處理與(yu) 傳(chuan) 輸。稱重傳(chuan) 感器的穩定性、可靠性、響應速率、抗幹擾性等性能指標會(hui) 對工業(ye) 自動化
控製係統及物聯網應用係統的性能起到舉(ju) 足輕重的作用。特別要強調對於(yu) 新興(xing) 的物聯網來講，稱重
傳(chuan) 感器是物聯網發展的瓶頸。從(cong) 近年來的稱重傳(chuan) 感器實際應用和市場情況來看，相對於(yu) 計算機技術、通信技術，稱重傳(chuan) 感器技術在國內(nei) 處於(yu) 弱勢地位，不足之處相對較多，還在進一步拉大與(yu) 國外的差距。我國稱重傳(chuan) 感器產(chan) 業(ye) 麵臨(lin) 許多突出問題：（1 ）技術創新能力很弱，研發投入嚴(yan) 重不足；（2 ）重研發、輕應用，產(chan) 品附加值不高；（3 ）缺乏健全的機製來確保產(chan) 業(ye) 化發展；（4 ）傳(chuan) 感技術人才短缺，特別是技術人才及技術專(zhuan) 家匱乏；（5 ）分工地位較低，不具備有競爭(zheng) 力的高新技術企業(ye) 。未來5 ～10年，物聯網將有上萬(wan) 億(yi) 元的高科技市場，其產(chan) 業(ye) 要比互聯網大幾倍，所以發展稱重傳(chuan) 感器技術刻不容緩，倘若依靠從(cong) 國外進口，我們(men) 不但失去廣闊的市場，蒙受巨大的經濟損失，而且還可能會(hui) 造成國家安全無保障。
三、目前我國稱重傳(chuan) 感器在技術及產(chan) 業(ye) 政策方麵存在的主要問題
1 ．技術方麵
（1 ）核心競爭(zheng) 技術匱乏，創新能力薄弱在稱重傳(chuan) 感器技術的基礎研究方麵，對新原理、新材料的研發相當薄弱，對產(chan) 品的特定性能研究不夠深入。國內(nei) 對稱重傳(chuan) 感器的基礎理論研究很不重視，所以也就很難得到科技立項，即使得到了立項，由於(yu) 經費很低也無法完成，zui終也就不了了之。加之目前的大環境來看，企業(ye) 重視效益，政府看重業(ye) 績，導致了不屑於(yu) 基礎技術的研究。因而對傳(chuan) 感技術的研究缺乏厚實基礎。所以在近幾十年來，國內(nei) 幾乎沒有一項稱重傳(chuan) 感器新原理問世。大多是購置國外的樣機，進行解剖對其分析並測繪，zui大限度地進行一些小的集成創新。
（2 ）設計、可靠性、裝備、封裝等關(guan) 鍵技術未取得實質性突破
1 ）設計技術。稱重傳(chuan) 感器的設計技術涉及多種學科、多種理論、多種材料、多種工藝及現場
使用條件；設計過程複雜，考慮因子多；設計人才匱乏。
2 ）可靠性技術。目前可靠性是影響大量國產(chan) 稱重傳(chuan) 感器應用的主要原因之一。據統計，在我
國電力部門所采用的進口稱重傳(chuan) 感器一般在2 ～3 年不需檢修，采用國產(chan) 稱重傳(chuan) 感器一般要 3 ～6 個(ge)
月進行檢修。通常國產(chan) 稱重傳(chuan) 感器可靠性指標比國外同類產(chan) 品低 l ～2 個(ge) 數量級。一般來講，稱重傳(chuan)
感器的可靠性與(yu) 設計技術（結構設計、可靠性設計等）；基礎材料（結構材料、化學試劑、輔助材
料等）；工藝方法（工藝參數確定、工藝路線選擇、工藝裝備選用等）；使用環境（高溫、高壓、強
磁、振動等）都有密切的關(guan) 係。同時還與(yu) 製造廠家質量管理有關(guan) 。
3 ）裝備技術。長期以來，稱重傳(chuan) 感器的工藝裝備問題一直得不到應有的重視與(yu) 關(guan) 注。稱重傳(chuan)
感器的性能和工藝創新與(yu) 工藝裝備關(guan) 係極大，稱重傳(chuan) 感器工藝裝備本質上與(yu) 其他設備有很大不同，
更注重性、特殊性，基本上是一類稱重傳(chuan) 感器一類裝備。大多稱重傳(chuan) 感器工藝創新依賴於(yu) 新工
藝裝備的問世。在稱重傳(chuan) 感器工藝裝備的研發與(yu) 生產(chan) 方麵，國家沒有資助且投入很少，依靠企業(ye) 自
籌資金進行研發，既不利於(yu) 稱重傳(chuan) 感器工藝研究的創新，且這塊市場被國外所壟斷和占領，嚴(yan) 重製
約了我國稱重傳(chuan) 感器行業(ye) 的發展。
4 ）封裝技術。稱重傳(chuan) 感器的封裝問題越來越受到稱重傳(chuan) 感器業(ye) 界的高度關(guan) 注。實際上稱重傳(chuan) 感器的封裝技術對稱重傳(chuan) 感器的性能特別是穩定性和可靠性起著舉(ju) 足輕重的作用。稱重傳(chuan) 感器與(yu) 集
成電路不同，稱重傳(chuan) 感器必須直接與(yu) 被測介質接觸，被測介質的環境可能是高溫、高腐蝕、高濕、
強衝(chong) 擊、強振動等惡劣環境，而集成電路器件的工作環境通常較好。稱重傳(chuan) 感器的封裝結構和封裝
材料，還影響稱重傳(chuan) 感器的遲滯、時間常數、靈敏性，使用壽命等性能。封裝成本也占據稱重傳(chuan) 感
器總成本相當大的一部分。國內(nei) 對稱重傳(chuan) 感器的封裝問題尚未形成係列、標準，也無統一接口，因
而稱重傳(chuan) 感器的外型千差萬(wan) 別，很不利於(yu) 用戶的選用和產(chan) 品互換。
（3 ）品種、規格、係列不全，技術指標不高
       國內(nei) 稱重傳(chuan) 感器產(chan) 品往往形不成係列，即使形成係列也大多是從(cong) 國外產(chan) 品改頭換麵或克隆過來
的，嚴(yan) 重影響了產(chan) 品的廣泛應用。如工業(ye) 自動化係統中廣為(wei) 應用的高精度、高穩定的低微差壓稱重
傳(chuan) 感器，高差壓、高靜壓稱重傳(chuan) 感器，國內(nei) 尚不能穩定、批量供貨，基本靠國外進口。國產(chan) 稱重傳(chuan)
感器的測量精度、溫度特性、響應時間、穩定性、可靠性等指標與(yu) 國外也有相當差距。總之，國內(nei)
稱重傳(chuan) 感器的技術水平比國外要落後10年左右，工藝水平和裝備水平落後15年左右。
2 、產(chan) 業(ye) 及政策方麵
      稱重傳(chuan) 感器科研、產(chan) 業(ye) 化體(ti) 係推進不力，國家支持力度不夠，產(chan) 業(ye) 政策不實，稱重傳(chuan) 感器產(chan) 業(ye)
遠落後於(yu) 集成電路產(chan) 業(ye) 、計算機產(chan) 業(ye) 和通信產(chan) 業(ye) 。由於(yu) 稱重傳(chuan) 感器本身固有的特征，國內(nei) 稱重傳(chuan) 感
器分屬不同的行業(ye) 和部門，像目前的物聯網由工信部牽頭，科技部主管技術攻關(guan) ，發改委側(ce) 重產(chan) 業(ye)
化項目和市場推廣。卻沒有一個(ge) 部門是從(cong) 基礎開始，係統地從(cong) 國家高度的層麵研究傳(chuan) 感技術的發展
問題，因此稱重傳(chuan) 感器在“ 戰略發展” 、“ 標準製定” 、“ 產(chan) 業(ye) 布局” 、“ 人才培養(yang) ” 等方麵沒有係統的管
理者。稱重傳(chuan) 感器的“ 產(chan) 業(ye) 體(ti) 係” 、“研發體(ti) 係” 、“ 市場體(ti) 係”等諸多方麵尚未真正落到實處。歸納起
來，國產(chan) 稱重傳(chuan) 感器在產(chan) 業(ye) 化方麵存在的主要問題有以下幾點。
（1 ）稱重傳(chuan) 感器產(chan) 業(ye) 化的主攻方向不明。稱重傳(chuan) 感器品種規劃繁多，涉及國內(nei) 各有關(guan) 部門，
如何把握稱重傳(chuan) 感器產(chan) 業(ye) 化的主攻方向? 從(cong) 何處突破? 大家是眾(zhong) 說紛紜。
（2 ）對稱重傳(chuan) 感器產(chan) 業(ye) 化的重要性認識不足。從(cong) 本質講，稱重傳(chuan) 感器產(chan) 品屬於(yu) 應用產(chan) 品，稱
重傳(chuan) 感器的技術水平、經濟效益要靠市場應用來顯現。技術通過產(chan) 品展現效益，對稱重傳(chuan) 感器而言，
搞一點樣品或幾台樣機不難，生產(chan) 幾十件產(chan) 品是沒有意義(yi) 的（除非特殊的某些軍(jun) 工及特殊產(chan) 品）。
（3 ）對稱重傳(chuan) 感器與(yu) 市場的依存關(guan) 係認識不足。市場是振興(xing) 稱重傳(chuan) 感器的*出路。國產(chan) 稱
重傳(chuan) 感器未能進入國民經濟主戰場，也未能進入國家的重點工程建設項目，沒有對國家安全、民生
安全、災難預防起到關(guan) 鍵保障作用。
四、發展我國稱重傳(chuan) 感器技術及產(chan) 業(ye) 必須重視的問題
    1 ．以工業(ye) 自動化及物聯網應用為(wei) 突破口，提升稱重傳(chuan) 感器的技術水平、工藝水平、產(chan) 業(ye) 水平
和應用水平。重點攻克高精度、低成本、低功耗、微型化傳(chuan) 感技術，重點開發新原理、新材料、新
工藝新型稱重傳(chuan) 感器，拓展稱重傳(chuan) 感器被監測量類型。有一定基礎條件的稱重傳(chuan) 感器產(chan) 業(ye) 化工程，
形成有集聚效應的產(chan) 業(ye) 化基地，大力扶持稱重傳(chuan) 感器的開發、應用與(yu) 推廣。
    2 ．國家應統一部署和規劃物聯網用稱重傳(chuan) 感器核心技術的選擇、發展方向的把握、基礎研究、
技術研發、實踐驗證和應用推廣的時間節點和重點工作內(nei) 容，統籌規劃、合理布局稱重傳(chuan) 感器的“ 研
發體(ti) 係” 、“ 產(chan) 業(ye) 體(ti) 係”、“標準體(ti) 係” 、“產(chan) 品體(ti) 係”、“市場體(ti) 係”等*指令。要協調投資、技術、基礎設施、市場的相互關(guan) 係，同時杜絕一哄而上而造成的惡性競爭(zheng) 。 
    3 ．發揮企業(ye) 是技術創新的主體(ti) 地位；建議集成電路製造企業(ye) 與(yu) 稱重傳(chuan) 感器製造企業(ye) ，實行兼
並重組、強強聯合，為(wei) 智能網絡化稱重傳(chuan) 感器規模生產(chan) 創造條件；對使用國產(chan) 稱重傳(chuan) 感器的項目和
部門，實施優(you) 惠政策；建議國家讓稱重傳(chuan) 感器企業(ye) 能享受《關(guan) 於(yu) 進一步鼓勵軟件產(chan) 業(ye) 和集成電路產(chan)
業(ye) 的若幹政策》同樣的待遇；從(cong) 政策、產(chan) 業(ye) 、技術、科研、資金等方麵對部分企業(ye) 進行重點支持。
     4 ．加速人才培養(yang) 。我國稱重傳(chuan) 感器行業(ye) ，缺乏技術人才，特別是產(chan) 業(ye) 化需要的技術型人
才和市場拓展型人才。應多方麵、多渠道、挖掘高層次的複合型人才，絕不能有“ 拔苗助長”的急躁
心理，為(wei) 相關(guan) 人才創造良好的工作環境和生活環境。
     5 ．加強合作。稱重傳(chuan) 感器技術及產(chan) 業(ye) 的發展，必須具有開放的心態，引進和學習(xi) 國外優(you)
秀成果，包括資金、人才、技術、營銷和管理，通過國內(nei) 良好的投資環境吸引有實力的外資企
業(ye) 落戶，並與(yu) 之形成良好的交流，以推進我國稱重傳(chuan) 感器技術和產(chan) 業(ye) 的升級換代。合作非常重
要，但不等於(yu) 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(men) 在技術及
產(chan) 業(ye) 發展上有收獲。
 

五、總結
    近年來，我國稱重傳(chuan) 感器技術及產(chan) 業(ye) 存在的主要問題在相關(guan) 職能部門、主管部門和企業(ye) 中都已
意識到，也對上述應重視的問題有所重視。但就從(cong) 目前的情況來看，沒有產(chan) 生很大的效果，我國稱
重傳(chuan) 感器技術及產(chan) 業(ye) 現狀與(yu) *水平雖說差距在縮小，但存在比較大的差距。筆者認為(wei) ，要徹
底解決(jue) 問題必須要從(cong) 多個(ge) 方麵充分認識存在的問題，在發展和促進的同時不能顧此失彼。抱有“ 頭
痛醫頭，腳痛醫腳” 的做法必然不能解決(jue) 所麵臨(lin) 的問題。相信隻要足夠重視本文中所提出的問題，
我國稱重傳(chuan) 感器技術及產(chan) 業(ye) 在不久的將來會(hui) 取得豐(feng) 碩的成果。