據(jù)悉，OIMLR76-1的最新版本已經發(fā)布，R76-1新版本既保留了對傳統(tǒng)的非自動衡器的完整描述和全部要求，同時為適應衡器的發(fā)展又對衡器基本概念進行了必要的調整和擴展，補充了因此而引伸的新的描述和要求，為新一代非自動衡器的發(fā)展解除了基本概念和管理規(guī)則方面的制約，開拓了現(xiàn)代技術在衡器中的應用空間。新版本的發(fā)布，必然能促進包括自動衡器在內的新一代衡器的出現(xiàn)和發(fā)展。那么，新一代衡器在原理、技術層面到底有哪些基本特征？如何用現(xiàn)代技術改造衡器使其滿足用戶對包括衡器在內的鏈狀裝備的整體要求？如何對分散在鏈狀裝備中若干衡器部件所集成的計量特性進行鑒別？是衡器的使用者、制造者以及計量管理者所共同關心的問題，本文試圖就這些問題進行初步的、基礎性的探索。 一、衡器的進化與代溝 首先，需簡要地回顧衡器的進化過程，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，盡管其結構極為簡單，但仍可按現(xiàn)代衡器的概念將其分解為“承載器”（盤）、“傳遞裝置”（杠桿）和“測量裝置”（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由前端到達終端。由于當時人類尚處在農業(yè)時代，在有限的制造能力和某種準確度要求的雙重約束下，人們還不能制造較為復雜的傳遞裝置，以至前端與終端間的距離有限，充其量為數(shù)米，通常不會超過一個人的肢體可觸摸到的范圍。人類進入早期工業(yè)時代以后，人們逐漸制造出越來越復雜的機械傳遞裝置，且能用多級機械傳遞裝置連接前端和終端，使得前端和終端的距離達到十數(shù)米甚至數(shù)十米，但還沒有超出人的視覺范圍。人類進入現(xiàn)代工業(yè)時代后，人們利用轉換技術和電子測量技術改造傳遞裝置和測量裝置，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到數(shù)百米甚至上千米?，F(xiàn)在人類開始（或已經）進入了信息時代，網絡是傳遞信息的最好手段，如果利用網絡連接衡器的各個裝置，那么前端與終端的距離就不是用地理概念能說清的了。由此可見，不同時代的衡器之間的最根本的不同點，在于用來傳遞重量信息的載體是完全不同的。比如，機械衡器利用“力”作為重量信息的載體，電子衡器利用“電量（還可細分為許多種）”作為重量信息的載體，新一代衡器將會利用數(shù)字信號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，按照這樣一個代溝劃分，我們不妨把機械衡器稱為第一代衡器，把電子衡器稱為第二代衡器，隨著信息技術在衡器中的廣泛應用，必將會出現(xiàn)以數(shù)字信號為信息載體的第三代衡器。如果為各代衡器建立數(shù)學模型，那么第一代衡器的數(shù)學模型不會超出算術、三角函數(shù)等初等數(shù)學所能表達的范圍；為第二代衡器建立數(shù)學模型，可能就要以高等數(shù)學為工具；建立第三代衡器的數(shù)學模型，則需要以基于“布爾代數(shù)”的邏輯算法為工具，從數(shù)學模型的結構看，各代衡器的基本特征也是有天壤之別的。順便提醒一下，不以測量裝置的差異作為衡器的代溝的理由是：測量裝置的本質是為適應信息載體的形式而選用的某種轉換技術，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 從衡器的進化過程還可以看出，當某一代衡器占主導地位時，在一臺衡器所占地域既定的前提下，當代衡器的信息傳遞手段會得到最大限度的擴展，其前代衡器的信息傳遞手段會最大限度的受到壓縮，這是衡器發(fā)展的一個可能趨勢。比如，當前是電子衡器占主導地位的時代，無論一臺衡器中各裝置（或模塊）如何分布，均用能傳遞電磁量信號的手段連接，機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，得到擴展的應該是網絡，而傳遞電磁量信號的手段可能將被壓縮至“0”。衡器發(fā)展的第二個可能趨勢是，結構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。對于第二代衡器，出現(xiàn)了按實體分割形成的“模塊”，裝置與模塊之間沒有唯一的對應關系，即一個裝置可只包含一個模塊，也可包含多個模塊，一個模塊可只實現(xiàn)一個裝置的功能，也可實現(xiàn)多個裝置的功能。模塊之間實現(xiàn)了軟連接，相互距離可以是不固定的，但衡器的實體邊界還算清晰。對于第三代衡器，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）之間通過網絡連接，且隨著網絡的引入而將“拓撲結構”的概念引入衡器，使衡器的實體邊界變得有些模糊?！巴負洹币辉~取自數(shù)學的一個分支——圖論，用于表示點、線、面的幾何關系，信息技術中借該此說明以信息的收發(fā)端為點、信息通道為線的網絡的總體邏輯結構。在用網絡連接模塊的衡器中自然也就需要借該詞說明模塊之間的總體邏輯結構。 綜合上述可能趨勢不難推出，下一代衡器的某些模塊（如ADC、數(shù)據(jù)處理、進一步數(shù)據(jù)處理、終端等）可以分別安裝在某一網絡（或子網）所覆蓋的不同地點，通過電話線路、現(xiàn)場總線、以太網甚至互連網等即可連成完整的衡器。也就是說，只要需要上網的模塊包含符合“開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）”參考模型結構要求的適用通信協(xié)議，即能連接成衡器。同時，利用網絡連接成的衡器，可以具有完整的實體外形，也可以是虛擬的。具體的技術特點可能是： （1）第三代衡器是在第二代衡器的基礎上發(fā)展起來的，必然要繼承第二代衡器的許多已經定型的技術，如承載器、稱重傳感器、ADC制造技術等等，傳統(tǒng)模塊的研發(fā)重點可能更多的放在微型化方面，以實現(xiàn)最大程度的壓縮。 （2）通信技術的應用是第三代衡器早期研發(fā)的重點，具有通信能力的模塊不但按工作原理分類，還要按所接入的網絡分類，以便適應各種已經存用的網絡。 （3）不同模塊具有不同的經濟壽命，通常機械模塊的經濟壽命最長，傳統(tǒng)模塊次之，軟件模塊的經濟壽命最短。由于同一臺衡器中不同模塊的壽命不同，可能會出現(xiàn)通過更新壽命較短的模塊以最小的代價提升衡器性能的現(xiàn)象。比如，通過軟件升級提高衡器的性能而無需更換整個衡器。 （4）不同模塊具有不同的經濟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、通用化和標準化程度。甚至極有可能出現(xiàn)專門出售軟件的企業(yè)通過出售衡器軟件以支持使用者獲得虛擬衡器。 （5）對于許多復雜的需要配備衡器的工業(yè)系統(tǒng)，可能會更多的利用嵌入式模塊而無需在系統(tǒng)中配置整個衡器。 三、新版R76-1給出的對策 隨著時代的發(fā)展出現(xiàn)新一代衡器，是應用技術不斷適應社會需求的必然結果，不會因為衡器技術標準的一成不變而止步。恰恰相反，標準內容的一成不變遲早會造成管理手段的缺失。新版R76-1適時作出對策，不但適應了當前的衡器技術，對今后的發(fā)展也有一定的引導作用。具體分析如下： （1）增補了“模塊” 的定義（見T.2.2及3.10.2——新版R76-1：2006的條目號，下同），對原來的“指示裝置”也進行了適當拆分，明確了“可識別”是模塊的不同于裝置的最基本的外在特征。同時還列舉了典型模塊的基本結構和組成規(guī)則。模塊概念的引入既為衡器的使用和制造中對結構的分割和組合提供了原理性依據(jù)，也為實施計量管理提供了較易掌握的識別標志。 （2）定義了必須納入法制計量管理范圍的“軟件”（見T.2.8），并按計量管理模式對軟件進行了劃分，即便將來出現(xiàn)了“虛擬衡器”，也能對其實施計量監(jiān)督。 （3）作為用網絡連接的衡器，“PC”機將成為最方便、最適用的硬件模塊。為了將“PC”機納入計量管理的范圍，新版R76-1將可作為模塊的“PC”機分為五個類型，分別提出了要求（見5.5.2.1），其引導作用是明顯的：盡可能按第4、5類要求配置PC機，如果按第1類配置，則必須選用符合附錄C要求的PC機，如果按第2、3類配置，則必須對PC機重新進行電磁兼容性（EMC）測試。 （4）為了使衡器必須具備的“應用適應性”、“操作適應性”、“檢定適應性”和“安全性”四項基本要求得到延伸，對軟件提出了如下結構要求： A）以防止非法更改為目的應能提供受到干預的證據(jù)（見5.5.5.2a）,相當于傳統(tǒng)衡器中“鉛封”的作用； B）應能分割成“法定關聯(lián)軟件（Legally relevant software,又譯為法定相關軟件，見T.2.8）”和“非法定關聯(lián)軟件”，以便對前者實施計量監(jiān)督（見5.5.2.2b）； C）必須適合實施計量管理的人員的操作（見5.5.2.2c）； D）如果能夠證明對某軟件及其關鍵數(shù)據(jù)的保護是充分的，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5.5.2.2d）和存儲介質的使用。也就是說，只要能夠保證衡器的正確性，可以利用網絡下載、上傳或使用各種存儲介質傳遞軟件及其關鍵數(shù)據(jù)。 E）需要借助信息通信技術中的差錯檢測方法（如循環(huán)冗余校驗碼CRC）對所傳遞的軟件及其關鍵數(shù)據(jù)進行保護，以防止信息被無意或有意的改動（見5.5.3）。 上述要求對嵌入式模塊尤為重要。 （5）提出了“計量關聯(lián)”的概念（Metrologically relevant，又譯成計量相關，見T.2.9），以使法制計量管理的基本要求在實體邊界不清晰的衡器中得到延伸：對未來衡器的任何變化，應以“計量關聯(lián)”為界限確定計量管理的范圍。以便在不影響技術發(fā)展的前提下實施計量管理的跟蹤監(jiān)督。 （6）以“附錄”的方式給出了對模塊的試驗方法，以適應衡器結構的分割和組合更趨多樣性的發(fā)展趨勢。 四、結束語 現(xiàn)在，我們已經面臨著衡器的升級換代時期，作為使用衡器的一方，了解衡器的發(fā)展趨勢，就有了更多的選擇，尤其是已經或準備建立網絡且掌握了一定網絡技術的使用者，完全可以根據(jù)網絡的整體結構選擇適合的嵌入式模塊，以得到性能價格比較高的衡器。作為制造衡器的一方，需對衡器的技術發(fā)展方向有所思考：下一代衡器的結構是否是模塊化的，嵌入式模塊是否能成為主流產品，除機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對數(shù)字化模塊（包括軟件模塊）提出了多重安全要求，由于實現(xiàn)安全要求所采取的技術措施是極為復雜的，往往超出使用方和實施計量管理一方的能力而必須由制造方進行設計和制造，所以將來的模塊制造者將承擔更多的社會責任。作為實施計量管理的一方，為了能夠正確地實施計量管理的各種措施，必須掌握一定的信息技術的基礎知識，以便對一臺具體的衡器（可能是虛擬的）做出如下正確判斷： ——恰到好處地確定計量管理的作用范圍； ——確定軟件版本及其產生的衡器參數(shù)是否被更改，以及更改的合法性； ——確定傳輸?shù)乃杏嬃筷P聯(lián)數(shù)據(jù)的正確性。 當然，本文所做的一切論述都是假設的，一切還需要由時間和實踐來驗證。