據(jù)悉，OIMLR76-1的最新版本已經(jīng)發(fā)布，R76-1新版本既保留了對(duì)傳統(tǒng)的非自動(dòng)衡器的完整描述和全部要求，同時(shí)為適應(yīng)衡器的發(fā)展又對(duì)衡器基本概念進(jìn)行了必要的調(diào)整和擴(kuò)展，補(bǔ)充了因此而引伸的新的描述和要求，為新一代非自動(dòng)衡器的發(fā)展解除了基本概念和管理規(guī)則方面的制約，開(kāi)拓了現(xiàn)代技術(shù)在衡器中的應(yīng)用空間。新版本的發(fā)布，必然能促進(jìn)包括自動(dòng)衡器在內(nèi)的新一代衡器的出現(xiàn)和發(fā)展。那么，新一代衡器在原理、技術(shù)層面到底有哪些基本特征？如何用現(xiàn)代技術(shù)改造衡器使其滿足用戶對(duì)包括衡器在內(nèi)的鏈狀裝備的整體要求？如何對(duì)分散在鏈狀裝備中若干衡器部件所集成的計(jì)量特性進(jìn)行鑒別？是衡器的使用者、制造者以及計(jì)量管理者所共同關(guān)心的問(wèn)題，本文試圖就這些問(wèn)題進(jìn)行初步的、基礎(chǔ)性的探索。 一、衡器的進(jìn)化與代溝 首先，需簡(jiǎn)要地回顧衡器的進(jìn)化過(guò)程，以便從中發(fā)現(xiàn)衡器的發(fā)展規(guī)律：人類最初所使用的衡器只有天平和桿秤，盡管其結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，但仍可按現(xiàn)代衡器的概念將其分解為“承載器”（盤(pán)）、“傳遞裝置”（杠桿）和“測(cè)量裝置”（砣和刻度，早期稱其為指示裝置），其中承載器是衡器的“前端”，測(cè)量裝置是衡器的“終端”，而傳遞裝置是連接兩者的中間部件，其作用是使稱重信號(hào)由前端到達(dá)終端。由于當(dāng)時(shí)人類尚處在農(nóng)業(yè)時(shí)代，在有限的制造能力和某種準(zhǔn)確度要求的雙重約束下，人們還不能制造較為復(fù)雜的傳遞裝置，以至前端與終端間的距離有限，充其量為數(shù)米，通常不會(huì)超過(guò)一個(gè)人的肢體可觸摸到的范圍。人類進(jìn)入早期工業(yè)時(shí)代以后，人們逐漸制造出越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)械傳遞裝置，且能用多級(jí)機(jī)械傳遞裝置連接前端和終端，使得前端和終端的距離達(dá)到十?dāng)?shù)米甚至數(shù)十米，但還沒(méi)有超出人的視覺(jué)范圍。人類進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)時(shí)代后，人們利用轉(zhuǎn)換技術(shù)和電子測(cè)量技術(shù)改造傳遞裝置和測(cè)量裝置，使電磁量成為傳遞稱重信息的載體，由于可以傳遞電磁量的手段很多，如利用電纜、無(wú)線裝置、紅外裝置等，衡器的前端與終端的距離可輕而易舉的達(dá)到數(shù)百米甚至上千米?，F(xiàn)在人類開(kāi)始（或已經(jīng)）進(jìn)入了信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)是傳遞信息的最好手段，如果利用網(wǎng)絡(luò)連接衡器的各個(gè)裝置，那么前端與終端的距離就不是用地理概念能說(shuō)清的了。由此可見(jiàn)，不同時(shí)代的衡器之間的最根本的不同點(diǎn)，在于用來(lái)傳遞重量信息的載體是完全不同的。比如，機(jī)械衡器利用“力”作為重量信息的載體，電子衡器利用“電量（還可細(xì)分為許多種）”作為重量信息的載體，新一代衡器將會(huì)利用數(shù)字信號(hào)作為重量信息的載體。所以，信息載體之間的差異成為了衡器的代溝，按照這樣一個(gè)代溝劃分，我們不妨把機(jī)械衡器稱為第一代衡器，把電子衡器稱為第二代衡器，隨著信息技術(shù)在衡器中的廣泛應(yīng)用，必將會(huì)出現(xiàn)以數(shù)字信號(hào)為信息載體的第三代衡器。如果為各代衡器建立數(shù)學(xué)模型，那么第一代衡器的數(shù)學(xué)模型不會(huì)超出算術(shù)、三角函數(shù)等初等數(shù)學(xué)所能表達(dá)的范圍；為第二代衡器建立數(shù)學(xué)模型，可能就要以高等數(shù)學(xué)為工具；建立第三代衡器的數(shù)學(xué)模型，則需要以基于“布爾代數(shù)”的邏輯算法為工具，從數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)看，各代衡器的基本特征也是有天壤之別的。順便提醒一下，不以測(cè)量裝置的差異作為衡器的代溝的理由是：測(cè)量裝置的本質(zhì)是為適應(yīng)信息載體的形式而選用的某種轉(zhuǎn)換技術(shù)，其工作原理將因信息載體的不同而不同。 二、第三代衡器的可能趨勢(shì) 從衡器的進(jìn)化過(guò)程還可以看出，當(dāng)某一代衡器占主導(dǎo)地位時(shí)，在一臺(tái)衡器所占地域既定的前提下，當(dāng)代衡器的信息傳遞手段會(huì)得到最大限度的擴(kuò)展，其前代衡器的信息傳遞手段會(huì)最大限度的受到壓縮，這是衡器發(fā)展的一個(gè)可能趨勢(shì)。比如，當(dāng)前是電子衡器占主導(dǎo)地位的時(shí)代，無(wú)論一臺(tái)衡器中各裝置（或模塊）如何分布，均用能傳遞電磁量信號(hào)的手段連接，機(jī)械傳遞裝置的連接距離幾乎被壓縮至“0”。依此類推，在下一代衡器中，得到擴(kuò)展的應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)，而傳遞電磁量信號(hào)的手段可能將被壓縮至“0”。衡器發(fā)展的第二個(gè)可能趨勢(shì)是，結(jié)構(gòu)的分割和組合更趨多樣性。比如，在第一代衡器中，所有零部件都被機(jī)械地固定在一起，所謂承載器、傳遞裝置、指示裝置等僅僅是邏輯概念上的分割。對(duì)于第二代衡器，出現(xiàn)了按實(shí)體分割形成的“模塊”，裝置與模塊之間沒(méi)有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即一個(gè)裝置可只包含一個(gè)模塊，也可包含多個(gè)模塊，一個(gè)模塊可只實(shí)現(xiàn)一個(gè)裝置的功能，也可實(shí)現(xiàn)多個(gè)裝置的功能。模塊之間實(shí)現(xiàn)了軟連接，相互距離可以是不固定的，但衡器的實(shí)體邊界還算清晰。對(duì)于第三代衡器，除了保留第二代衡器的所有特征外，“軟件”作為模塊也將被分割，某些模塊（尤其是軟件）之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，且隨著網(wǎng)絡(luò)的引入而將“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”的概念引入衡器，使衡器的實(shí)體邊界變得有些模糊?！巴?fù)洹币辉~取自數(shù)學(xué)的一個(gè)分支——圖論，用于表示點(diǎn)、線、面的幾何關(guān)系，信息技術(shù)中借該此說(shuō)明以信息的收發(fā)端為點(diǎn)、信息通道為線的網(wǎng)絡(luò)的總體邏輯結(jié)構(gòu)。在用網(wǎng)絡(luò)連接模塊的衡器中自然也就需要借該詞說(shuō)明模塊之間的總體邏輯結(jié)構(gòu)。 綜合上述可能趨勢(shì)不難推出，下一代衡器的某些模塊（如ADC、數(shù)據(jù)處理、進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理、終端等）可以分別安裝在某一網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）所覆蓋的不同地點(diǎn)，通過(guò)電話線路、現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)甚至互連網(wǎng)等即可連成完整的衡器。也就是說(shuō)，只要需要上網(wǎng)的模塊包含符合“開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）”參考模型結(jié)構(gòu)要求的適用通信協(xié)議，即能連接成衡器。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)連接成的衡器，可以具有完整的實(shí)體外形，也可以是虛擬的。具體的技術(shù)特點(diǎn)可能是： （1）第三代衡器是在第二代衡器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，必然要繼承第二代衡器的許多已經(jīng)定型的技術(shù)，如承載器、稱重傳感器、ADC制造技術(shù)等等，傳統(tǒng)模塊的研發(fā)重點(diǎn)可能更多的放在微型化方面，以實(shí)現(xiàn)最大程度的壓縮。 （2）通信技術(shù)的應(yīng)用是第三代衡器早期研發(fā)的重點(diǎn)，具有通信能力的模塊不但按工作原理分類，還要按所接入的網(wǎng)絡(luò)分類，以便適應(yīng)各種已經(jīng)存用的網(wǎng)絡(luò)。 （3）不同模塊具有不同的經(jīng)濟(jì)壽命，通常機(jī)械模塊的經(jīng)濟(jì)壽命最長(zhǎng)，傳統(tǒng)模塊次之，軟件模塊的經(jīng)濟(jì)壽命最短。由于同一臺(tái)衡器中不同模塊的壽命不同，可能會(huì)出現(xiàn)通過(guò)更新壽命較短的模塊以最小的代價(jià)提升衡器性能的現(xiàn)象。比如，通過(guò)軟件升級(jí)提高衡器的性能而無(wú)需更換整個(gè)衡器。 （4）不同模塊具有不同的經(jīng)濟(jì)壽命還將促使制造廠商按模塊形成專業(yè)化分工，有利于模塊的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。甚至極有可能出現(xiàn)專門(mén)出售軟件的企業(yè)通過(guò)出售衡器軟件以支持使用者獲得虛擬衡器。 （5）對(duì)于許多復(fù)雜的需要配備衡器的工業(yè)系統(tǒng)，可能會(huì)更多的利用嵌入式模塊而無(wú)需在系統(tǒng)中配置整個(gè)衡器。 三、新版R76-1給出的對(duì)策 隨著時(shí)代的發(fā)展出現(xiàn)新一代衡器，是應(yīng)用技術(shù)不斷適應(yīng)社會(huì)需求的必然結(jié)果，不會(huì)因?yàn)楹馄骷夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一成不變而止步。恰恰相反，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的一成不變遲早會(huì)造成管理手段的缺失。新版R76-1適時(shí)作出對(duì)策，不但適應(yīng)了當(dāng)前的衡器技術(shù)，對(duì)今后的發(fā)展也有一定的引導(dǎo)作用。具體分析如下： （1）增補(bǔ)了“模塊” 的定義（見(jiàn)T.2.2及3.10.2——新版R76-1：2006的條目號(hào)，下同），對(duì)原來(lái)的“指示裝置”也進(jìn)行了適當(dāng)拆分，明確了“可識(shí)別”是模塊的不同于裝置的最基本的外在特征。同時(shí)還列舉了典型模塊的基本結(jié)構(gòu)和組成規(guī)則。模塊概念的引入既為衡器的使用和制造中對(duì)結(jié)構(gòu)的分割和組合提供了原理性依據(jù)，也為實(shí)施計(jì)量管理提供了較易掌握的識(shí)別標(biāo)志。 （2）定義了必須納入法制計(jì)量管理范圍的“軟件”（見(jiàn)T.2.8），并按計(jì)量管理模式對(duì)軟件進(jìn)行了劃分，即便將來(lái)出現(xiàn)了“虛擬衡器”，也能對(duì)其實(shí)施計(jì)量監(jiān)督。 （3）作為用網(wǎng)絡(luò)連接的衡器，“PC”機(jī)將成為最方便、最適用的硬件模塊。為了將“PC”機(jī)納入計(jì)量管理的范圍，新版R76-1將可作為模塊的“PC”機(jī)分為五個(gè)類型，分別提出了要求（見(jiàn)5.5.2.1），其引導(dǎo)作用是明顯的：盡可能按第4、5類要求配置PC機(jī)，如果按第1類配置，則必須選用符合附錄C要求的PC機(jī)，如果按第2、3類配置，則必須對(duì)PC機(jī)重新進(jìn)行電磁兼容性（EMC）測(cè)試。 （4）為了使衡器必須具備的“應(yīng)用適應(yīng)性”、“操作適應(yīng)性”、“檢定適應(yīng)性”和“安全性”四項(xiàng)基本要求得到延伸，對(duì)軟件提出了如下結(jié)構(gòu)要求： A）以防止非法更改為目的應(yīng)能提供受到干預(yù)的證據(jù)（見(jiàn)5.5.5.2a）,相當(dāng)于傳統(tǒng)衡器中“鉛封”的作用； B）應(yīng)能分割成“法定關(guān)聯(lián)軟件（Legally relevant software,又譯為法定相關(guān)軟件，見(jiàn)T.2.8）”和“非法定關(guān)聯(lián)軟件”，以便對(duì)前者實(shí)施計(jì)量監(jiān)督（見(jiàn)5.5.2.2b）； C）必須適合實(shí)施計(jì)量管理的人員的操作（見(jiàn)5.5.2.2c）； D）如果能夠證明對(duì)某軟件及其關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)是充分的，則不限制該軟件的加載方式（即安裝到硬件模塊中的方法，見(jiàn)5.5.2.2d）和存儲(chǔ)介質(zhì)的使用。也就是說(shuō)，只要能夠保證衡器的正確性，可以利用網(wǎng)絡(luò)下載、上傳或使用各種存儲(chǔ)介質(zhì)傳遞軟件及其關(guān)鍵數(shù)據(jù)。 E）需要借助信息通信技術(shù)中的差錯(cuò)檢測(cè)方法（如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC）對(duì)所傳遞的軟件及其關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，以防止信息被無(wú)意或有意的改動(dòng)（見(jiàn)5.5.3）。 上述要求對(duì)嵌入式模塊尤為重要。 （5）提出了“計(jì)量關(guān)聯(lián)”的概念（Metrologically relevant，又譯成計(jì)量相關(guān)，見(jiàn)T.2.9），以使法制計(jì)量管理的基本要求在實(shí)體邊界不清晰的衡器中得到延伸：對(duì)未來(lái)衡器的任何變化，應(yīng)以“計(jì)量關(guān)聯(lián)”為界限確定計(jì)量管理的范圍。以便在不影響技術(shù)發(fā)展的前提下實(shí)施計(jì)量管理的跟蹤監(jiān)督。 （6）以“附錄”的方式給出了對(duì)模塊的試驗(yàn)方法，以適應(yīng)衡器結(jié)構(gòu)的分割和組合更趨多樣性的發(fā)展趨勢(shì)。 四、結(jié)束語(yǔ) 現(xiàn)在，我們已經(jīng)面臨著衡器的升級(jí)換代時(shí)期，作為使用衡器的一方，了解衡器的發(fā)展趨勢(shì)，就有了更多的選擇，尤其是已經(jīng)或準(zhǔn)備建立網(wǎng)絡(luò)且掌握了一定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用者，完全可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)選擇適合的嵌入式模塊，以得到性能價(jià)格比較高的衡器。作為制造衡器的一方，需對(duì)衡器的技術(shù)發(fā)展方向有所思考：下一代衡器的結(jié)構(gòu)是否是模塊化的，嵌入式模塊是否能成為主流產(chǎn)品，除機(jī)械模塊外的模塊是否必須具備符合OSI參考模型要求的數(shù)字接口。另外，新版R76-1對(duì)數(shù)字化模塊（包括軟件模塊）提出了多重安全要求，由于實(shí)現(xiàn)安全要求所采取的技術(shù)措施是極為復(fù)雜的，往往超出使用方和實(shí)施計(jì)量管理一方的能力而必須由制造方進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，所以將來(lái)的模塊制造者將承擔(dān)更多的社會(huì)責(zé)任。作為實(shí)施計(jì)量管理的一方，為了能夠正確地實(shí)施計(jì)量管理的各種措施，必須掌握一定的信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，以便對(duì)一臺(tái)具體的衡器（可能是虛擬的）做出如下正確判斷： ——恰到好處地確定計(jì)量管理的作用范圍； ——確定軟件版本及其產(chǎn)生的衡器參數(shù)是否被更改，以及更改的合法性； ——確定傳輸?shù)乃杏?jì)量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的正確性。 當(dāng)然，本文所做的一切論述都是假設(shè)的，一切還需要由時(shí)間和實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證。