一、動態測量

    人們常常希望測力稱重是在正常作業中同時完成的，即盡量不占用或少占用時間。例如在軋鋼廠中，從坯料加熱到軋製成材是一個連續的作業，為掌握加熱過程中的燒損率及產品的成材率，要求在不幹擾正常生產的同時，對鋼材進行快速或短時稱量。

    在港口吞吐貨物的計量中，為不影響裝卸速度，常常要求貨物在輸送或吊運過程中同時完成稱量。此時無論是皮帶秤上流經的散料，或是運動的吊秤下懸掛的貨物，均處在運動狀態。有時要對高速公路上行駛的汽車，或者鐵道上運行的火車進行稱量。有時要對活的動物，諸如牛群，醫用小免等進行稱量。有時要在運動的或振動的環境中，諸如在遠洋輪船、飛機或貨車上對物體進行稱量。

    在機加工行業中，與加工中心相結合的柔性製造係統(FMS)，大大提高了機床的加工適

應性和加工效率。但刀具破損已經成為係統正常運行的主要故障，常常需要用動態測力儀來連續地監測回轉刀具的運行狀況。安裝在機器人手臂與手爪之間的“關節”多分量傳感器，在機械手操作肘提供三維的力和力矩，它也是在運動條件下進行測量的。

    所有上述情況形成了動態測力稱重計量，它們的特征可以歸納為：

    (1)被測對象處於非靜止狀態，即被測力或稱重的物體在運動；

    (2)測量環境處於非靜止狀態，即測力稱重計量儀器置於其中的測量床身、台麵或支架等在運動；

    (3)在短時內進行快速測量，即測量時間短於測力稱重計量儀器的調定時間。

    為了進行快速、連續、準確的測量，求得被測量的穩態示值，就要求對測力稱重傳感器、信號處理係統、數據采集係統及由此而組成的動態測力稱重係統進行正確的描述和分析，還要求削弱動態測力稱重計量誤差並進行動態補償。比如對動態吊秤，有人提出為削弱縱向振動所致的高頻幹擾，可進行橋式動態補償與閥值動態補償；為削弱橫向擺動所致的低頻幹擾，可進行三點式補償等。

在研究動態稱重計量時，通常的方法是同時或單獨測出重物的加速度、位移與速度，然後用數值積分方法或直接方法求解稱重過程的微分方程以求得重量。現時的方法則是把動態稱重作為一個參數估計和預測問題來處理，即首先根據有關稱重係統的先驗知識，推導出一個含有未知參數的模型，然後用該模型去擬合稱重過渡過程信號，從而獲得最小平方誤差意義上的參數估計。由於被測重量可以看成是稱重過程的終值，它可以用模型參數加以估計或預測出來。

在動態測力稱重計量方麵，盡管傳感器的最新硬件技術起著重要的作用，但是基於動力學係統模型的軟件技術，對於設計動態測量的算法來說卻是更為本質和更為重要的。這也就是說，應當利用測量係統的數學模型，把解決問題的主要精力放在軟件方麵，誠然，硬件和軟件這兩條途徑，對於研究動態測力稱重技術都是必要的。

二、  自動在線測量

    自1958年自動在線的連續稱重裝置問世之前，生產線上產品的稱重或重量控製都是人工進行的，即定時取出，分別稱量。這種“抽樣檢查”方法，顯然已不適應當前高速生產、質量管理和切實保護消費者權益的要求。為了不觸犯有關法規，比方在美國不觸犯NIST44號手冊和133號手冊的要求，製造商們對直接銷售的產品已開始采用100%重量檢驗的原則。如果不能進行在線自動稱重，製造商寧可采用稍微超重裝料，的原則，以防份量不足，丟失信譽。

    實際上，在生產過程中需要快速而簡易地在線采集和校驗統計數據，如果連續出現一組次品，生產者即應關閉生產線並立即檢查原由。因此，傳統的抽查方式已不再適用，有逐漸被在線檢測取而代之的趨勢。七十年代末微機引入稱重計量儀表，給稱重技術的發展注入了活力。當前，用於在線測量的，自動秤，已不僅僅是為了剔除重量不足的產品，更是為了進行重量控製、統計分析與處理。

稱重計量儀表與計算機相聯後可以編製出生產者想要的書麵報告，例如實時計數的直方圖，重量的標準偏差，運行的平均值，相關的參數報告、統計報告以及按時間、數量或重量分類的間隔報告等。因此，生產者可以在遠離計量站的質量控製室裏，通過遙控麵板來改變參數，而不必再在生產線上來回走動，他甚至可以同時看管幾條生產線。對於食品、化妝品、藥品以及化工等行業而言，這種在線測量的自動秤無疑將使生產管理者的工作變得簡煉、準確、安全而高效。

用於重量在線測量的自動秤主要有以下4種：

    (1)重力式裝料自動秤。它是通過自動稱量程序，把重量預定的、實際上是重量恒定的散狀物品裝入容器的自動秤，簡稱定量秤。它主要由一個自動給料器或者與一個或多個稱量單元相關的裝置，以及適當的控製裝置與卸料裝置組成。

    (2)抓料自動秤。它是對重量非預定的、分離的物品進行稱量的自動秤，可以用於按重量對物品進行分類，例如檢驗秤、分選秤，也可以用於按重量對單個物品進行計價並打上標簽，例如價格標簽秤。

    (3)連續累計自動秤。它是安裝在皮帶輸送機的適當位置上，對散狀物料進行連續、累計稱量的自動秤，簡稱皮帶秤。

    (4)非連續累計自動秤。它是把一批散料分成若幹份分離的、不連續的載荷，按預定程序依次稱量每一份載荷後分別進行累計，以求得該批物料總量的自動秤，簡稱累計料鬥秤。

檢驗秤是將不同重量的物品，按其重量與標稱設定值之差，細分為兩組或多組的抓料自動秤。分選秤則是按給定的重量範圍，細分為若幹組的抓料自動秤。皮帶秤無需對物料按重量進行細分，輸送機的皮帶可按單一速度或多種速度運轉。料鬥秤在逐次稱量時物料的重量通常各不相等，在確定每鬥的實際重量後即進行累計。帶有包裝機構的定量秤，即是包裝秤或灌袋秤。以上不向種類的自動秤，在重量的自動在線測量中各具特色，將發揮不同的作用。

三、模型化測量

    測力稱重儀器作為一種常用的計量測試器具，可以認為近百年來經曆了4個階段；首先是半個多世紀的機械式的模擬儀器時代，接著是機電式的電氣儀器和電子儀器時代，然後於七十年代末跨入近期的數字化儀器和微機化儀器時代，隨之而來的便是九十年代開始進入了模型化測量(MBM)儀器的新時代。

    這是因為人們不僅要求得到測量結果，還要求對測量結果進行綜合評價，即對被測的重量和力值進行狀態估計、診斷或趨勢分析。人們實際麵對的，常常是需要實時測量的、多變量的動態過程或係統。所以，僅僅采用傳統的測量方法及數值處理手段是不夠的，而需要借助於模型建立和參數估計，以實現智能化測量。

智能測力稱重儀器與微機化測力稱重儀器的顯著區別，就在於智能儀器中無論是K8凯发大酒店天生赢家、推理，判斷或自適應等功能，均需要各種數學模型構成的知識層：

    事實上，利用數學模型或模型化測量的稱重測力方法是很有前途的。它把測量視為一個過程，把計量儀器視為一個係統。根據事先掌握的信息即先驗知識，以及實驗獲得的數據即

後驗知識，利用係統辨識來建立計量儀器的數學模型，並通過相應的算法來處理數據和全麵地描述儀器，從而對其性能進行狀態估計，或通過軟件來改善計量儀器的硬件環境。

    模型化測量為解決日趨複雜的動態測量問-題開辟了一條新路。例如，稱重係統采用二階係統的自回歸滑動平均模型，借助於這個模型和遞推的最小二乘法即RLS，即可由極短的稱重階躍響應，估計出模型參數和被稱的重量。仿真計算表明，在輸入端有白噪聲幹擾時，可用RLS估計出重量。該法要求的測量時間很短，通常不超過一個振蕩周期即可得到良好的結果。

在微機化測力稱重儀器中，也有引入知識模型而構成專家係統，即把優秀的測力稱重專家的思維過程固化到測量程序的軟件中，與計算機修正程序結合起來，進而提高計量儀器的測試能力和故障檢測能力。由些可見，測量軟件對於測力稱重技術未來發展的意義不可低估。

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