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关键词：荷载传感器；单片机；起重量限制器；摘要：本文主要根据荷载传感器的发展、单片机的发展、起重量限制器的发展以及起重量限制器的未来发展情况展开叙述。首先对荷载传感器的发展进行介绍，荷载传感器主要用来计算起重物的实际重量，是整个起重量限制器工作的第一步，其精确度也是最重要的。其次对单片机的发展进行介绍，单片机是起重量限制器的核心；其次介绍起重量限制器发展现状。最后，对起重量限制器未来的发展现状做出总结，并展望未来该如何设计出更好的起重量限制器。
引言
随着社会经济的不断发展，施工的机械化程度越来越高，对起重机的需求量越来越大。起重机是一种蕴藏危险因素较多，事故发生机率较大的典型机械设备。国内外每年都因超重作业造成设备损坏甚之人身伤亡事故。任何起重机械都有其最大安全载荷限度，超过限度轻则对设备造成损坏，重则机毁人亡，发生超载作业是造成起重机严重事故的主要原因之一。其次经常性的超载会使起重机疲劳损伤[1]，最终引起事故或缩短起重机的寿命。因此为了防止事故的发生必需控制起重机在安全限度内工作，安装起重机起重量限制器[2]。
2 研究现状
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- 51单片机研究现状
第一阶段(1974年~1976年):单片机初级阶段。由于受当时的半导体技术、集成电路工艺的限制，此阶段的单片机不得不采用双片结构，而且功能比较简单。如Fairchild Semiconductor的F8单片机，它仅包含了一个8位CPU、64字节RAM和2个并行端口，没有内部程序存储器，必须增加一-片3851(包括1 KB ROM、定时/计数器和2个并行I/O端口)才能构成一台完整的微型计算机[3]。
第二阶段(1976年~ 1978年):低性能单片机阶段。以Intel的MCS-48为代表，完全采用单芯片结构，片内带有一个8位CPU、并行I/0端口、8位定时/计数器、中断系统、RAM和ROM等资源。但是，其片内无串行口，中断处理比较简单，RAM和ROM的容量较小，寻址范围有限(一般小于4KB)。
第三阶段(1978年~1981年):高性能单片机阶段。这个阶段推出的单片机一般都带有串行口，支持多源、多优先级中断系统，片内RAM和ROM的容量都有不同程度的扩大，寻址范围也被扩大，执行速度亦有提高，部分类型的单片机已经具有AD功能。这个阶段有代表性的单片机有: Intel 的MCS-51系列、Motorola的6801和Zilog的Z80系列等。由于这些类型的单片机的性能价格比较高，目前它们仍被不断改进和发展，应用领域日趋广泛[4]。
第四阶段(1982年至今): 8位单片机巩固发展及16位和32位单片机的推出阶段。在这个阶段中，不仅涌现出了许多高性能、增强型8位单片机，而且还逐步推出了各种系列的16位、32位单片机及专用控制器。比较典型的16位单片机是Intel的MCS-96系列单片机,其内部不仅包含了一定容量的RAM和ROM、多源、多优先级中断系统，而且还带有10位分辨率的AID功能部件和高速输入输出部件(HSIO)。32位单片机的代表是ARM公司的ARM7系列单片机[5]，它们具有16/32位双指令集，支持全32位总线宽度的寻址空间，而且具有DSP(Digital Signal Processor)应用功能。 目前的ARM系列单片机已经形成ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10等4个通用系列，在无线通信、图像和语音处理、自动化、工业、网络、智能卡和SIM卡等领域被广泛应用。8位单片机结构和处理能力经过这个阶段的不断完善和发展，在性能、速度、体积和功耗等方面也有了非常大的改善，譬如由8051单片机衍生出来的MCS-51[6]系列单片机出现了数百种之多。同时为了适应单片机日益广泛的应用，在这个阶段还出现了数十种RISC(Reduced Instruction Set Computer)单片机,如Microchip的PIC16/17/18系列单片机、Atmel的AVR90[7]系列单片机。它们具有高速、高可靠性、更低功耗等特点，在许多领域也得到了广泛应用。
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- 起重量限制器研究现状
起重量限制器有机械型和电气型两种，机械型的综合误差在8%，电气型的综合误差在5%之内。现主导产品是电气型，桥式起重机上起重量限制器以钢丝绳张力式和轴承座式占绝大多数，其一般由载荷传感器和二次仪表两部分组成[8]；根据TSG Q0002-2008《起重机械安全技术监察规程—桥式起重机》、国家质检总局质检特函〔2008〕51 号《关于起重机械安全技术监察规程实施中有关问题的通知》[9]的规定，在用桥式起重机应当在 2011年12月31日前通过改造或更换起重量限制器，达到“规程”规定的各项要求，然而由于《起重机械定期检验规则》（TSG Q7015 -2008）第1号修改单中第五条第二款修改为：“性能试验中的额定载荷试验、静载荷试验、动载荷试验项目，首检时必须进行。”就是说定期检验中不进行相关载荷试验，在检验中也只检验其是否设有起重量限制器及是否被短接，对其精度及调试情况无具体要求，造成许多单位不管 好坏随便安装一个以应付检验了事，实际上起不到任何作用，形同虚设，造成许多安全隐患，也给检验机构及检验员造成安全风险[10]。
随着起重机械新技术的发展和逐步推广，这些设备明显在生产中有了劣势，特别是新的《特种设备安全监察条例》[11]颁布后，特种设备的安全已经成为绝不容忽视的问题，同样也使这些设备在生产检测和维修中有了明显的安全隐患。安全保护装置是起重设备的“保护伞”，对起重设备有着至关重要的安全保护措施，起重量保护装置，既是一个新技术，又是关键保护装置之一。
