電子天平國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀簡述
天平廣泛應(yīng)用于科研機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室、藥店等場所，用以計(jì)量小質(zhì)量物體的質(zhì)量，天平又分為機(jī)械天平與電子天平兩大類。人們把用電磁力平衡被稱物體重力的天平稱為電子天平，其具有高精度、數(shù)字顯示、多功能、適用范圍廣等特點(diǎn)在我國科研、教育、貿(mào)易結(jié)算等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
著眼全球來看，歐洲地區(qū)的瑞士梅特勒-托利多與德國賽多利斯為全球電子天平技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，上述兩家生產(chǎn)的各類電子天平一直占據(jù)著全球電子天平市場份額的85％以上，也對我國該市場領(lǐng)域幾近壟斷，上述兩家西方企業(yè)已經(jīng)在二十余年前將單體稱重傳感器技術(shù)成功應(yīng)用于電子天平之中，最小可讀性已經(jīng)做到千萬分之一克，而我國至今尚未攻破此項(xiàng)技術(shù)。以梅特勒-托利多為例，其目前共有精密天平、分析天平、微量天平和超微量天平等不同級別。
在亞洲地區(qū)，以日本島津?yàn)榇淼娜毡井a(chǎn)電子天平雖然在精確度上與梅特勒-托利多、賽多利斯存在差距，但是也以其不錯(cuò)的性能與性價(jià)比而在電子天平市場上享有一定的聲譽(yù)，在全球市場占有約5％的市場份額。
國內(nèi)天平廠家中相對比較成熟的有：沈陽龍騰、上海天美、上海良平、上海舜宇恒平、上海亞津、常州雙杰等公司。以沈陽龍騰為例，其主打的ESJ-S型系列天平。沈陽龍騰天平廠作為國內(nèi)天平企業(yè)的典型代表，與西方電子天平先進(jìn)技術(shù)企業(yè)相比，仍存在較大的技術(shù)差距，主要體現(xiàn)在：（1）從硬件方面來看，未能實(shí)現(xiàn)單體稱重傳感器技術(shù)；（2）從軟件方面來看，未能實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償與時(shí)間算法補(bǔ)償機(jī)制。電子天平是由制造機(jī)加工藝、材料技術(shù)、電子電路技術(shù)、嵌入式微處理技術(shù)與信息處理技術(shù)等多方面技術(shù)集成的產(chǎn)品。我國電子天平與國外先進(jìn)國家電子天平之間最關(guān)鍵的技術(shù)差異主要體現(xiàn)在單體稱重傳感器的設(shè)計(jì)與制造工藝技術(shù)、軟件補(bǔ)償、傳感器材料技術(shù)、EMC等方面。
梅特勒與賽多利斯電子天平技術(shù)在世界上遙遙領(lǐng)先，其依靠單體式傳感器與軟件動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償已經(jīng)能夠勝任實(shí)驗(yàn)室日常所需的全部稱量段，目前能達(dá)到最精確的稱量精度至0.1μg。梅、賽雙方會進(jìn)一步向精確度超越0.1μg方向上發(fā)起挑戰(zhàn)。其次，梅特勒與賽多利斯的高端天平十分重視用戶體驗(yàn)，在其現(xiàn)有的中低端產(chǎn)品中都無一例外地配置了高清觸摸大屏；其高端電子天平中很多系列都配置了ID密碼驗(yàn)證，保障用戶數(shù)據(jù)的私密性；電子天平的數(shù)據(jù)傳輸可以通過無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、USB等、R232等多種方式完成傳輸，使得稱量數(shù)據(jù)的存儲、打印方式更加多元；以梅特勒為代表，其研發(fā)了LabX實(shí)驗(yàn)室專用軟件，該軟件可以將不同型號的梅特勒電子天平的稱量結(jié)果匯總在計(jì)算機(jī)上，再在此軟件內(nèi)部生成稱量結(jié)果的變化趨勢，方便用戶以更直觀的方式去掌握多組稱量數(shù)據(jù)的變化趨勢；上述幾點(diǎn)表明梅特勒與賽多利斯天平系列重視人機(jī)交互，今后隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，其很有可能將此技術(shù)應(yīng)用于電子天平上，用戶可以在遠(yuǎn)程電腦上或手機(jī)上對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的電子天平進(jìn)行控制，進(jìn)一步提高人機(jī)交互的便捷性、舒適性與安全性。在梅特勒最新產(chǎn)品XPR自動(dòng)定量加樣天平可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加樣，即使是沒有經(jīng)過任何培訓(xùn)，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員也能以安全、高效的方式提供準(zhǔn)確、可重復(fù)的結(jié)果。該天平自動(dòng)稱量模式可讀性達(dá)2 μg， 能夠以2 μg的可讀性分配極小樣品，確保節(jié)省貴重、稀有的物質(zhì)。由于最大限度地減少了外部誤差源對稱量過程的影響，自動(dòng)化方法既節(jié)省了時(shí)間，又可以提供高度可重復(fù)的結(jié)果。使用XPR自動(dòng)定量加樣天平自動(dòng)分裝，可使最小凈重量減少30%，這意味著可以節(jié)省高達(dá)75%的貴重物質(zhì)或稀有樣品，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。此類產(chǎn)品的研制成功表明梅特勒在驅(qū)動(dòng)電子天平自動(dòng)化檢測，在去除稱量結(jié)果人為誤差的同時(shí)也大大提高稱量效率。故檢測自動(dòng)化、無人化也是國外先進(jìn)天平發(fā)展的一個(gè)方向。國內(nèi)電子天平的發(fā)展趨勢更為基礎(chǔ)，首先要解決卡脖子的關(guān)鍵技術(shù)：突破單體稱重傳感器的原材料研究、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝技術(shù)，彌補(bǔ)國內(nèi)單體式傳感器研制這一空白領(lǐng)域。其次，在現(xiàn)有電磁式傳感器基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能也是一關(guān)鍵的發(fā)展趨勢，逐漸采取軟件補(bǔ)償代替硬件補(bǔ)償。設(shè)計(jì)溫度自動(dòng)補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償算法，降低電子天平對使用環(huán)境的要求，將無線通訊技術(shù)應(yīng)用于電子天平的數(shù)據(jù)保存、傳輸，增加電子天平輸出的接口方式是國內(nèi)電子天平目前亟需解決的要求趨勢。
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