電子汽車衡作蔽方式及應(yīng)對(duì)措施的研究
【摘 要】 電子汽車衡作為一種準(zhǔn)確、方便、快捷的稱重計(jì)量設(shè)備被越來(lái)越多地應(yīng)用在煤炭、冶金、建材、電力等各行各業(yè)中。但作蔽行為也應(yīng)運(yùn)而生，嚴(yán)重影響了公平的貿(mào)易結(jié)算，同時(shí)給相關(guān)企業(yè)或個(gè)人造成了巨大的損失。本文從主要對(duì)電子汽車衡的作蔽方式進(jìn)行分析，提出如何現(xiàn)場(chǎng)勘查的辦法，進(jìn)而給出如何去防止和避免作蔽行為的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】作蔽；電子汽車衡；稱重傳感器；稱重儀表；接線盒
一、引言
電子汽車衡作為一種準(zhǔn)確、方便、快捷的稱重計(jì)量設(shè)備被越來(lái)越多地應(yīng)用在煤炭、冶金、建材、電力等各行各業(yè)中。因其具有計(jì)量迅速，安裝調(diào)試便捷，工作穩(wěn)定可靠，計(jì)量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，成為大宗物料貿(mào)易結(jié)算的重要依據(jù)，因此受到大中型企業(yè)及物流單位的青睞和普遍應(yīng)用。然而近年來(lái)一些不法分子受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，在很多地區(qū)出現(xiàn)了電子汽車衡在計(jì)量過(guò)程中進(jìn)行稱重作蔽的現(xiàn)象，采用各種方式在車輛計(jì)量毛重、皮重時(shí)做手腳，造成少則幾百公斤、多則幾噸的計(jì)量偏差，從中非法牟利。本文主要從對(duì)電子汽車衡的作蔽方式進(jìn)行分析，提出如何現(xiàn)場(chǎng)勘查的辦法，進(jìn)而給出如何去防止和避免作蔽行為的發(fā)生。
二、電子汽車衡的工作原理
電子汽車衡的工作原理：載重汽車或被稱重貨物置于承載器臺(tái)面（秤臺(tái)）上，承載器將重力傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器受壓而彈性體產(chǎn)生變形，粘貼于彈性上的電阻應(yīng)變計(jì)阻值變化，由該電阻應(yīng)變計(jì)組成的惠斯通電橋失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比的電信號(hào)。信號(hào)經(jīng)儀表處理后顯示重量值。
模擬式電子汽車衡是將模擬式稱重傳感器的輸出信號(hào)通過(guò)模擬接線盒傳遞給稱重儀表，經(jīng)過(guò)儀表處理后顯示出被稱物體的重量數(shù)據(jù)。另外儀表再將數(shù)據(jù)傳送給打印機(jī)、大屏幕、計(jì)算機(jī)中的模擬稱重軟件等輔助設(shè)備。
數(shù)字化電子汽車衡是將模擬式稱重傳感器的輸出信號(hào)通過(guò)數(shù)字化接線盒轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再按預(yù)定的協(xié)議傳遞給數(shù)字式稱重儀表（或RS232-RS485轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將信號(hào)直接給計(jì)算機(jī)中的數(shù)字式稱重軟件顯示出重量數(shù)據(jù)），經(jīng)過(guò)儀表處理后顯示出被稱物體的重量數(shù)據(jù)。另外儀表再將數(shù)據(jù)傳送給打印機(jī)、大屏幕、計(jì)算機(jī)中安裝的模擬稱重軟件等輔助設(shè)備。
數(shù)字式電子汽車衡是將數(shù)字式稱重傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)按照預(yù)定協(xié)議傳遞給數(shù)字式稱重儀表（或RS232-RS485轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將信號(hào)直接給計(jì)算機(jī)中的數(shù)字式稱重軟件顯示出重量數(shù)據(jù)），經(jīng)過(guò)儀表處理后顯示出被稱物體的重量數(shù)據(jù)。另外儀表再將數(shù)據(jù)傳送給打印機(jī)、大屏幕、計(jì)算機(jī)中安裝的模擬稱重軟件等輔助設(shè)備。
數(shù)字化、數(shù)字式和模擬式的本質(zhì)區(qū)別就在于A/D轉(zhuǎn)換的次序發(fā)生了變化，它們?cè)趯?shí)
際的應(yīng)用當(dāng)中具有很大的差別。稱重傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)的數(shù)字式稱重傳感器受歡迎和推崇。
三、電子汽車衡的常見作蔽類型
電子汽車衡的作蔽類型從大方面分為兩種：非電路部分作蔽和電路部分作蔽。非電路部分的作蔽無(wú)論是對(duì)模擬式、數(shù)字化、還是數(shù)字式電子汽車衡都適用。對(duì)于電路部分作蔽，它們之間存在一定的區(qū)別。
1、非電路部分作蔽
（1）將承載器的限位螺栓調(diào)整到承載器無(wú)法自由活動(dòng)，在承載器周邊用石子或其他物品卡住，用其它物體支撐承載器或稱重傳感器的安裝位置。這樣一般都會(huì)造成稱量值的偏低。這種作蔽方式比較容易，也較少出現(xiàn)。
（2）車未*上秤，造成稱量值偏??；多車壓秤，造成稱量值偏大。大的載重汽車或掛車長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)，由于稱重車輛排隊(duì)等候較多，磅房視角的不開闊，很難判斷后輪或前輪的位置時(shí)往往出現(xiàn)車未*上秤的情況。另一種情況是后車跟車太近，前輪壓上承載器造成多車壓秤的情況。此種情況一般在稱重比較繁忙、車輛大小層次不齊、承載器長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況偶有發(fā)生。
（3）計(jì)量員或司磅員的人為作蔽。假若內(nèi)外串通，有一定的利益關(guān)系，計(jì)量員或司磅員往往也想盡一切辦法改變稱量結(jié)果。比如將儀表后面的線拔掉，將準(zhǔn)備好的模擬器插上調(diào)到相應(yīng)的值打印或傳送。
（4）通過(guò)儀表或軟件的操作進(jìn)行作蔽。部分儀表制造企業(yè)生產(chǎn)帶有扣率的儀表，通過(guò)按相關(guān)的組合鍵后會(huì)使稱量值變小或者變大。稱重軟件也是魚龍混雜，有的在編寫軟件時(shí)已經(jīng)做好手腳，通過(guò)按鍵來(lái)改變稱量值。這種作蔽方式一般是電子汽車衡的安裝者與衡器或儀表制造者相互串通。終的受害者是貨主。這種作蔽手段的特點(diǎn)是隱蔽性非常強(qiáng)，去查的時(shí)候不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，真可謂是神不知鬼不覺。
2、電路部分作蔽
電子汽車衡一般采用無(wú)基坑地上衡形式，承載器下沿高出地面，兩側(cè)留有一定量的空隙，以方便調(diào)試、檢修傳感器及線纜。不法分子恰恰鉆了這個(gè)空子利用承載器空隙，在稱重傳感器線纜、接線端子上加入電路裝置，以改變稱重傳感器向稱重儀表輸入的稱重信號(hào)。
（1）模擬式電子汽車衡
這里給出四種典型的作蔽電路原理和兩種典型的作蔽電路方式。實(shí)際上再?gòu)?fù)雜或經(jīng)演變的電路和方式萬(wàn)變不離其宗。
1）典型的作蔽電路原理
A．串入電阻法。電子汽車衡傳感器的內(nèi)部設(shè)計(jì)為應(yīng)變計(jì)電橋，如圖1所示。E+和E-之間輸入12V激勵(lì)電壓，由于R1～R4阻值相同，信號(hào)端S+和S-之間輸出電壓為0。當(dāng)稱重時(shí)彈性體受壓發(fā)生變化時(shí)，R1～R4阻值即發(fā)生改變而失去平衡，信號(hào)端將有一個(gè)響應(yīng)的電壓輸出，該信號(hào)電壓通過(guò)儀表顯示出重量值。當(dāng)信號(hào)輸出端的2根信號(hào)線中的一根被切斷串入一個(gè)電阻R時(shí)，就相當(dāng)于加大了傳感器內(nèi)阻，這時(shí)儀表接受到的信號(hào)
電壓為： = - ·R BUOUOI
其中：串入作蔽電阻后輸出的信號(hào)電壓；傳感器輸出信號(hào)電壓；傳感器輸出信號(hào)電流；R串入的作蔽電阻。顯然，作蔽后信號(hào)電壓下降，稱重顯示按比例減少。BUOUOI
串入電阻的方法同樣也可用于傳感器輸入電壓電路中。
圖1 串入電阻作蔽電路示意圖
B．并入電阻法。將作蔽電阻并聯(lián)于傳感器信號(hào)導(dǎo)線兩端，相當(dāng)于為傳感器增加了負(fù)載電阻，而儀表的輸入信號(hào)取自于該電阻上的壓降，因此：=·R BUiI
其中：作蔽時(shí)的信號(hào)電壓； 傳感器輸出信號(hào)電流；R作蔽電阻。BUiI
并入電阻的方法同樣也可用于傳感器輸入電壓電路中。
C．串入信號(hào)法。作一個(gè)簡(jiǎn)單的作蔽直流電壓信號(hào)源，串聯(lián)于傳感器信號(hào)輸出線纜兩端的某一根中，如圖2所示。如果正、負(fù)極正向相連，這時(shí)+，儀表將接收到一個(gè)實(shí)際重量信號(hào)加作蔽信號(hào)的數(shù)值，顯然，稱重顯示比實(shí)際重量大。如果正、負(fù)極反向連接，-，稱重顯示下降，從而達(dá)到買時(shí)秤低，賣時(shí)秤高的作蔽目的。OUBUOUBU
圖2 串入信號(hào)作蔽電路示意圖
D．并入信號(hào)法。作蔽信號(hào)源并聯(lián)于傳感器信號(hào)輸出線纜兩端，構(gòu)成復(fù)雜直流電路，當(dāng)正、負(fù)極正向連接，稱重顯示比實(shí)際重量大。反向連接時(shí)，稱重顯示下降。
2）典型的電路作蔽方式
A．開關(guān)作蔽法。這是一種簡(jiǎn)單的方法，就是用一個(gè)電器開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)作蔽電路的接入或退出，即時(shí)作蔽，即時(shí)恢復(fù)正常狀態(tài)。在串入電阻法作蔽電路中，電阻的兩端并接一個(gè)開關(guān)K就可達(dá)到目的，如圖3所示：閉合K就等于短接了R，電路恢復(fù)正常。當(dāng)K打開時(shí)，R串入，電子汽車衡處于作蔽狀態(tài)。
圖3 接入開關(guān)作蔽電路示意圖
在并入電阻法作蔽電路中，將開關(guān)串入電阻的一邊同樣可達(dá)到作蔽的效果。當(dāng)開關(guān)K閉合，R并入汽車衡稱重電路，處于作蔽狀態(tài)，打開K解除作蔽電路而恢復(fù)正常稱重狀態(tài)。
圖4 電子汽車衡作蔽遙控器
B．遙控作蔽法。目前遙控作蔽法是普遍的一種作蔽方法。遙控器種類繁多。如圖4所示為幾種遙控作蔽器。電子汽車衡中的稱重傳感器供橋電壓一般為10V左右，作蔽器件利用了該電源，因此體積大大縮小，如圖5所示。有一種遙控器是將遙控接受器和作蔽電路合裝于一個(gè)火柴盒大小的塑料盒子里，并有3個(gè)電壓調(diào)節(jié)孔，可在作蔽前適當(dāng)改變作蔽電壓值。這類作蔽器一般有多個(gè)電壓檔，利用遙控器多個(gè)功能檔控制，可以改變電壓方向，又可選擇適當(dāng)?shù)淖鞅螖?shù)值。假如一種作蔽1檔為正向輸出2.2mv，那么在100t的汽車衡上稱重40t，指示將為44t。2檔為反向輸出2.2mv，稱重40t，將指示為36t。3檔、4檔又是2個(gè)方向相反的3mv信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)了買進(jìn)稱少，賣出稱大的
多檔作蔽目的。幾組作蔽數(shù)值電壓方向不變，用遙控器的一檔專門設(shè)定作蔽電壓方向也會(huì)收到同樣效果。汽車遙控器同樣可以用于串、并入電阻作蔽法中，并可實(shí)現(xiàn)多檔作蔽。在串、并入電阻作蔽法中無(wú)論選用哪一檔都是按稱重的比例作蔽，而在串、并入信號(hào)作蔽法中增減的是重量數(shù)值。
圖5 汽車衡遙控器作蔽電路示意圖
作蔽遙控器一般安裝在傳感器電纜上、接線盒內(nèi)部、總線電纜上或稱重儀表內(nèi)。
（2）數(shù)字化、數(shù)字式電子汽車衡
數(shù)字式和數(shù)字化的電子汽車衡在電路部分作蔽的難度較大，數(shù)字化電子汽車衡在傳感器到接線盒部分若采取作蔽也是基于模擬式的原理，只是在接線盒到儀表端的與數(shù)字式相同。數(shù)字式電子汽車衡不同于模擬式和數(shù)字化電子汽車衡，靠改變阻抗和電壓無(wú)法改變稱重值，電壓過(guò)低無(wú)非就是稱重傳感器不工作而已。
由于作蔽會(huì)帶來(lái)一定的牟利，有人專門從事相關(guān)的工作，對(duì)于數(shù)字式電子汽車衡來(lái)講也未能幸免，他們通過(guò)監(jiān)聽、解密等手段獲取數(shù)字式稱重傳感器的通訊協(xié)議，通過(guò)遙控手段對(duì)其輸出的碼值進(jìn)行篡改，可以按照線性或預(yù)定值進(jìn)行增加或減少。2010年在長(zhǎng)沙舉辦的中國(guó)衡器展上，一些電子技術(shù)愛好者在進(jìn)行技術(shù)交流時(shí)，談到已經(jīng)能夠完成對(duì)數(shù)字式電子衡器的作蔽要求。這同時(shí)也給更多的數(shù)字傳感器生產(chǎn)廠家敲響了警鐘。這也充分表明數(shù)字化和數(shù)字式的產(chǎn)品在防止作蔽方面雖有一定的優(yōu)勢(shì)，但也存在作蔽的可能。所以必須結(jié)合AES加密技術(shù)、電子印章等方式共同提高電子衡器的防作蔽能力。
三、電子汽車衡作蔽現(xiàn)場(chǎng)的勘查
1、觀察法
用力在水平方向蹬承載器，看承載器是否晃動(dòng)靈活，確保量值的準(zhǔn)確傳遞。觀察承載器四周及下部的稱重傳感器引出線及線纜上有無(wú)塑料袋、紙張等包裹物，或作蔽器用
膠帶粘貼或用磁鐵吸附于承載器臺(tái)面下，電纜上是否有破口，以及接線盒內(nèi)接線柱螺絲、插件有無(wú)異常。稱重儀表及計(jì)算機(jī)外圍線路及插頭進(jìn)行檢查。
2、測(cè)試法
用萬(wàn)用表電阻檔檢測(cè)電纜有無(wú)斷路、短路現(xiàn)象，檢查稱重傳感器組輸入端和輸出端的阻抗是否在參數(shù)范圍內(nèi)。要以實(shí)際使用的傳感器數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，對(duì)阻值異常的傳感器及其線纜要重點(diǎn)檢查。
用數(shù)字萬(wàn)用表電壓檔檢測(cè)傳感器輸入電壓是否正常，并與儀表提供的電壓進(jìn)行比較。檢測(cè)傳感器輸出的信號(hào)電壓是否穩(wěn)定，檢測(cè)每只傳感器輸出的信號(hào)電壓是否偏差過(guò)大。
3、替代法
當(dāng)發(fā)現(xiàn)電子汽車衡工作不正常，但又無(wú)法準(zhǔn)確判斷時(shí)，可以通過(guò)替代法來(lái)對(duì)可疑或作蔽概率大的元件進(jìn)行檢測(cè)。比如用同型號(hào)同規(guī)格的稱重傳感器、接線盒、稱重儀表替換使用中對(duì)應(yīng)的器件，檢查稱量結(jié)果是否恢復(fù)正常。一般替代法多用于稱重儀表的檢查，確定稱重儀表內(nèi)部是否加裝了作蔽電路。
4、排除法
在無(wú)法判定故障問(wèn)題的情況下，為不能影響正常工作，只能通過(guò)排除法逐一檢查相關(guān)器件。比如在無(wú)法判斷是稱重傳感器還是接線盒的問(wèn)題時(shí)，又沒有相關(guān)的替代元件，可通過(guò)逐一拆除稱重傳感器、調(diào)換接線盒中的接線位置等方式觀察稱量結(jié)果，以便準(zhǔn)確的判斷究竟是在哪個(gè)元件上加裝了作蔽電路或作蔽元件。
四、防止電子汽車衡作蔽的措施
從電子汽車衡的作蔽分類和作蔽方式中，我們不難知道，對(duì)作蔽現(xiàn)場(chǎng)的勘察并不能*杜絕作蔽行為的發(fā)生，例如在非電路部分作蔽中的儀表或軟件作蔽、人員作蔽等，隱蔽性非常強(qiáng)，無(wú)法察覺。但我們要限度的降低和減少必須重視下述幾點(diǎn)。
1、在設(shè)計(jì)承載器時(shí)必須采用材質(zhì)好的穿線管，中間不應(yīng)有連接間隙，稱重傳感器出線位置（出線口到穿線管的位置）加裝保護(hù)蓋板或側(cè)向保護(hù)板，并用非標(biāo)螺桿緊固。穿線管內(nèi)穿線時(shí)盡量拉緊，以便杜絕作蔽者拉扯電纜外接作蔽裝置。
2、承載器過(guò)長(zhǎng)的大衡或磅房視野不開闊的情況，多方位加裝攝像頭。通過(guò)視頻來(lái)確定車是否*上秤，或者是否有多車壓秤的情況。在無(wú)人值守的電子汽車衡應(yīng)用系統(tǒng)中，攝像頭是重要的監(jiān)測(cè)設(shè)備。它是判定稱量結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵設(shè)備。
3、稱重儀表和接線盒必須加鉛封，不能隨意打開并定期檢查。一是可以避免非法人員加裝相關(guān)電路，也可以杜絕內(nèi)部人員受非法利益的影響對(duì)衡器的重新標(biāo)定。
4、計(jì)量法制部門對(duì)計(jì)量員、司磅員進(jìn)行法制培訓(xùn)，加強(qiáng)法制意思。或者頻繁的進(jìn)行輪崗換位。
5、使用信譽(yù)好的正規(guī)企業(yè)所生產(chǎn)的稱重儀表和稱重軟件。一般信譽(yù)好的企業(yè)和大的企業(yè)肩負(fù)著一定的使命，也不會(huì)為了蠅頭小利在儀表上預(yù)留作蔽的可能。
6、條件允許的情況盡量使用數(shù)字式電子汽車衡。增加不法分子的作蔽難度和成本。
數(shù)字式汽車衡采用相關(guān)的通訊協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，這些通訊協(xié)議的特性在于有一定的防作蔽能力，破解難度大，作蔽成本高，能夠有效遏制作蔽現(xiàn)象。同時(shí)簡(jiǎn)單的模擬器對(duì)數(shù)字式稱重儀表不適用，不能隨意打印和傳送相關(guān)數(shù)據(jù)。
7、盡量對(duì)承載器周邊進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)可疑人員及時(shí)制止，讓不法分子沒有時(shí)間靠近。嚴(yán)格的監(jiān)控會(huì)讓不法分子無(wú)從下手。只要不去做手腳，就能保證稱量結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前市面上有人揚(yáng)言不在汽車衡上加裝任何裝置可干預(yù)稱重結(jié)果的遙控裝置。據(jù)悉，這種方式可能是靠干擾晶振，但無(wú)法保證和控制稱量結(jié)果，可能會(huì)多也可能會(huì)少。試問(wèn)哪有人會(huì)做沒有預(yù)期的事情？
8、除了每年度的法制檢定之外，經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn)和比對(duì)。如果沒有人為因素的內(nèi)部作蔽行為，經(jīng)常校準(zhǔn)和比對(duì)不但能防止作蔽，也能隨時(shí)判斷衡器本身是否出現(xiàn)相關(guān)故障。
五、結(jié)束語(yǔ)
電子汽車衡作蔽已經(jīng)極大地影響了公平的貿(mào)易結(jié)算，給相關(guān)企業(yè)和個(gè)人帶來(lái)巨大的損失，這將勢(shì)必要引起大家的關(guān)注。希望我們從事衡器制造行業(yè)的同仁積極參與到防止作蔽中來(lái)，恪守職業(yè)道德，為推進(jìn)公平交易保駕護(hù)航。
