电子秤发展电子秤防作弊的必要性和意义

电子秤是载于秤的台座、托盘的载荷的重量由传感器蠕变反应平衡，而由仪 器数字显示称重结果的电子衡器。电子秤集机、电、仪于一体，具有多功能、 高精度、快速和动态计量、稳定可靠等特征，代表了衡器产品发展的方向。随 着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置 逐步被淘汰。电子称量装置包括电子秤、电子天平等，以其准确、快速、方便、 显示直观等优点而受到人们的青睐。目前，电子天平多采用制造难度大、制造 工艺复杂的电磁力平衡传感器作为称重传感器，国内天平厂家大多通过购买电磁 力平衡传感器进行二次加工，其成本高，技术附加值小，且电子天平售价高。

电子秤的称重传感器主要是采用应变式称重传感器和电容式传感器；电容式传 感器结构简单，分辨力强，温度漂移小，能在恶劣环境下工作，抗干扰力强，但 电容式传感器存在非线性误差大、寄生效应等特定问题，更主要的缺点是电容 量变化范围很小，一般为几十到几百皮法，有的甚至只有几个皮法，环境变化会 影响电容量的变化，无法用于高精度称量场合。

应变式称重传感器具有高精度、 高灵敏度、优良的静态特性，较小的四角误差、应用技术成熟、成本低等优点。 但是，其制造工艺和在实际使用时，存在复杂补偿工艺，输出信号为模拟小信号、 蠕变等不足。现代社会的发展，尤其是微处理器技术和传感器技术的巨大进步， 对称重技术提出了更高的要求。

市场上现有电子秤的精度都较低，其相对精度低 于 1/10000，不能满足高精度称量场合的需求；同时，高精度电子秤和电子天平 的称重传感器制造技术都被国外天平厂家所垄断，使得进口高精度电子秤和电子 天平非常昂贵。因此，研制一种高精度、高准确度的电子秤，可以很好的解决传 统电子秤精度低、电子天平售价高等问题，对促进我国称重技术的发展有着积极 的意义。

随着人民生活水平的提高，电子秤作为计量器具广泛用于商贸领域，电子秤 成了某些黑心商贩、不法分子牟取暴利的工具，他们通过特殊的手段对电子秤进 2行作弊，以达到缺斤少两的目的，严重损害消费者的利益，使消费者对计量器具 失去信心。

文献和给出了市场上常见的作弊方法：垫脚法、连盘出售法、 留底数法、冲击法、使用带密码的芯片等；文献给出了电子秤更换内部芯片 作弊的手段。可见，电子秤作弊现象时有发生，作弊技术科技含量越来越高。文 献给出了常见电子秤防作弊方法，一方面是执法部门通过对出厂的电子秤进 行铅封，另一方面是消费者根据经验等方法防止作弊的发生；文献提出了一 种通过接收无线信号，检测遥控作弊的电子秤的位置，但该方法并不能从根源上遏制.文献中提到的电子秤作弊的发生。

可见，目前并不存在一种 可以有效防止常见作弊方法的防作弊电子秤。因此，研制出一种具有防作弊功能 的电子秤，将从源头上打击作弊现象，树立消费者对计量器具的信心，具有巨大 的社会效益。 电子称量装置由于其结构及重力等原因，使用时一般都要求放置在平坦、稳 固的台面上，电子秤秤台的平整度和倾斜度对称量准确度有较大的影响。

为此， 一些利欲熏心的商贩利用垫高电子称量装置一脚的方法使机器的工作平面偏离水 平面，人为造成称量误差，以此达到缺斤短两的目的，坑害消费者。传统电子秤 依据气泡式水平仪进行水平调节，完全依赖于手工操作，调节过程繁琐，且水平 度难以保证。此外，部分电子秤的水平仪在生产安装时本身就存在一定的倾斜， 导致电子秤无法正确调平。文献提出一种采用双轴模拟加速度传感器感测称 重系统的倾角并对倾角产生的误差进行补偿的方法，但只能检测特定方向的倾角， 无法实现任意方向的倾角检测。

实际操作中，由于电子秤的支撑脚调节的高度 不一致，电子秤可能向任意方向倾斜，采用单轴和双轴的加速度传感器均无法 满足多自由度倾角测量系统的要求。因此，设计出具有秤台任意倾角自动检测 和秤台倾角误差自动补偿功能的电子秤，进一步提高电子秤的精度，遏制作弊行 为的发生，具有极其重要的现实意义。 称重行业是关系国计民生的行业，我国的众多生产电子秤的企业的产品中， 能有效防止作弊功能的产品的少之又少，电子秤的称重质量和有效性难以保证。

防作弊高精度电子秤的研究具有重要的社会意义，为电子秤的生产、管理提供技 术保障。 高精度电子秤广泛用于工业、农业、商业、外贸、交通、医疗保健、国防建 设和科学研究等各种领域。据中国衡器协会统计信息网在全国范围内对 106 家 衡器企业报表统计，2009 年电子秤的产量为 5282.7 万台，比上年增长 19.1%。 另外，具有防作弊功能、人性化语音提示等功能的电子秤将得到政府部门的支持 和广大消费者的信赖，具有广阔的市场前景。

综上所述，本文拟设计一种防作弊高精度智能电子秤，其相对精度达到 1/100000，较传统电子秤精度提高十倍；能够有效防止市场上常见的作弊方法，有效打击作弊现象的发生；设计出任意秤台倾角自动检测系统并建立倾角自动补 偿模型，自动补偿倾角引起的误差，杜绝作弊现象的发生；设计出智能语音人性 化的人机交互界面，使得电子秤的操作和使用更加简单和友好。