带有软件控制功能电子秤的计量性能以及软件要求符合性

徐锴 张莉莉 朱俊 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

计量器具中的电子计价秤与人民群众生活密切相关，其准确性与消费者的利益直接相关。电子计价秤列入《实施强制管理的计量器具目录》范围，通过实施型式评价和强制检定来保证计量性能准确[1]。

计量器具在引入计算机技术后，经历了数字化、信息化和智能化的发展，为公众提供了极大的方便和快捷。然而，这也带来了一些隐患。首先，意外的物理因素可能导致计量器具的非正常工作，例如，设备的损坏、环境温度变化等都可能影响计量结果的准确性。其次，软件影响也是一个重要因素。计量器具使用的软件可能存在漏洞或错误，在运行过程中可能出现误差或异常情况。用户的无意识误操作也可能导致计量器具工作异常，例如，操作不当、参数设置错误等都可能影响计量结果的准确性。此外，有意识的人为修改程序或数据也是一个潜在风险。恶意操作者可以通过篡改程序代码或者修改数据来达到欺骗性计量结果的目的[2]。

近年来，随着“互联网+”的发展，市场上出现了带有软件控制功能电子秤（以下简称PC 秤）。PC 秤是一种具备称重、打印、收银等功能，并配备应用软件进行销售明细、库存、财务报表等管理的衡器。此外，一些PC 秤还具备人工智能识物和多种支付等智能化功能。随着物联网和人工智能技术的发展，PC 秤的智能化水平越来越高。由于其使用和管理功能的便捷性和实用性，PC 秤已被广泛应用于大型商超、便利百货、生鲜农贸、零售商品连锁店等场所[3-4]。

为了了解上海地区大型商超、便利百货和集贸市场使用的用于贸易结算领域的PC 秤在计量性能和软件要求方面是否符合标准，在电商平台上抽取了部分上海市市场常用品牌和规格的PC 秤进行测试，并对其质量现状进行评估。通过评估PC 秤的质量分析结果，可以为今后的PC 秤产品计量法治监管提供数据及经验。

1 依据标准

此次测试采用JJF 1834—2020《非自动衡器通用技术要求》作为计量性能符合性的检测方法和评定依据，采用GB/T 25000.51—2016《系统与软件工程系统与软件质量要求和评价（SQuaRE）第51 部分：就绪可用软件产品（RUSP）的质量要求和测试细则》作为软件要求符合性的检测方法和评定依据。

2 测试项目和技术要求[5-6]

此次测试包括计量性能和软件要求符合性两个方面。计量性能是确认PC 秤最大允许误差、称重结果间的允差、置零准确度、除皮准确度、鉴别力和时间是否符合JJF 1834—2020；软件质量是从产品说明、用户文档集、可靠性、信息安全性方面确认是否存在影响计量安全的风险。

计量性能测试方法和技术要求见表1。

表1 计量性能测试方法及要求

软件测试项目和技术要求见表2。

表2 软件测试项目及要求

3 采样

此次采样从几家常用电商平台销售PC 秤的网店店铺中，选择销量相对较大的网店进行了10 批次的采样，每批次1 台，总计10 台。

为确保样品具有广泛代表性和便于运输，此次采样对象是最大秤量不大于30 kg、准确度等级为中准确度等级 的PC 秤，包括产品名称为PC 收银秤、智能收银秤、PC 秤、收银秤以及带有PC 功能的电子秤。

4 计量性能符合性

此次PC 秤计量性能测试涵盖最大允许误差、称量结果间的允差、置零准确度、除皮准确度、鉴别力和时间共6 个项目。

根据计量性能的检测结果分析，对6 个项目进行了评估，并记录了14 个子项目的测试结果（包括称量性能、参考温度、规定高温、规定低温、回到参考温度、皮重、偏载、重复性、置零准确度、除皮准确度、鉴别力、回零、蠕变和耐久性）。这些测试结果反映了PC 秤主要关键零部件的计量性能和结构合理性情况。

在此次测试中，对10 台样品进行了最大允许误差、称量结果间的允差、置零准确度、除皮准确度、鉴别力和时间这6 个计量性能的检测。图1 显示了10 台样品在6 个检测项目上的通过率柱状图。

图1 样品6 个检测项目计量性能通过率

图2 显示了10 台样品在14 个子项目上的通过率柱状图。

图2 样品14 个子项目计量性能通过率

1）称量性能项目通过率为50%。某些多分度电子秤产品，对秤体结构和称重传感器计量性能的要求较高，对分度值转换的测量点即最大允许误差改变的测量点，示值误差容易出现超差。产品因其结构改变较大，调节水平调整装置至自身水平泡居中时，秤体肉眼可见的倾斜，需要借助辅助垫片才能使秤体勉强处于一个相对的平衡位置，超过5 kg 以上的测量点均不合格。某产品因自身硬件问题，仪器多次出现自动开关机情况，复现性较差，经过多次测量最大秤量点的计量性能未通过，其称重传感器的最大载荷不满足技术要求。

2）称量性能静态温度项目包含了参考温度、规定高温、规定低温和回到参考温度四个子项目，其中参考温度、规定高温、规定低温子项目通过率均为50%，回到参考温度子项目的通过率为40%。该项目考核了称重传感器的耐高低温能力，反映了PC秤经过高温低温试验后，称重传感器恢复到其理想计量性能的能力。

3）皮重项目通过率为50%。某产品为双分度电子秤，当示值≥15 kg 时，其检定分度值应为10 g；当示值＜15 kg 时，其检定分度值应为5 g。在实际测试中发现，当示值＜15 kg 时出现了检定分度值为10 g 的情况，属于秤体本身的软件设计缺陷。

4）偏载项目通过率为50%。PC 秤多为计算机、电子秤和打印机等组装而成。计算机自身质量较重，改变了原有秤体的自重，重心发生了改变，打破了原有的平衡状态，偏载项目试验无法测试通过（见图3）。

图3 某产品的支撑脚实物

检测中发现，图3 两个小框内为秤体自身的支撑脚，为了维持平衡，厂商在大框内增加了两个支撑脚。在水平状态下，秤体本身的支撑脚被悬空，额外增加的两个支撑脚不能满足水平状态，需要辅助垫片来调节水平状态满足试验要求，导致偏载项目试验无法测试通过。

5）回零和蠕变项目通过率均为90%。这2 个项目反映了称重传感器的计量性能，试验结果反映了秤体本身的称重传感器满足在一定时间内承受最大载荷仍能保持其计量性能。

6）耐久性项目通过率仅为30%。试验的目的是确定秤抗磨损能力，使PC 秤经受10 万次约等于50%最大秤量的重复加载和卸载，以确定试验前和试验后其因磨损引起的耐久性误差，并判断其是否仍保持计量性能的能力。该项目未通过表明是由企业选用的零部件质量不符合要求所导致。

7）置零准确度、除皮准确度、重复性和鉴别力4 个项目检测通过率均为100%。

5 软件要求符合性

在此次测试中，发现部分PC 端软件与称重（计量）软件之间的接口通信存在一些安全隐患。具体来说，这些软件之间的通信没有加密和完整性校验措施，并且在PC 端软件使用手册文档中也没有提供身份认证的相关说明。这就意味着可能存在使开发与称重软件进行通信的PC 端软件，且具有存在被利用进行称重作弊的风险。

另外，在测试样品中的软件收银系统中，发现多数采用了Windows 操作系统，并且安装了远程控制软件。一旦主机连接到互联网，远程控制功能可以实现对该PC 秤系统的完全操控，并且还可以远程操作收银系统。此外，由于PC 秤具有网络连接功能，收银系统还可以实现远程软件更新和下载。

更为严重的是，还发现多个产品收银系统软件存在可以更改计量称重功能的风险隐患。

最后，部分厂商的PC 秤不再保留传统称重窗口，而是将称重信息仅显示在收银系统界面的主显示器上，客户显示器仅用于显示贸易结算信息和投放广告。

这些软件要求符合性问题的存在可能会对称重和收银系统的安全性造成潜在威胁。建议相关厂商和开发者加强软件接口通信的加密和完整性校验措施，并提供身份认证的相关说明。此外，应该对远程控制功能进行严格管理和限制，确保远程操作的安全性。同时，需要加强对收银系统软件的审查，防止非法更改计量称重功能。最后，考虑在PC 秤上保留传统称重窗口，并提供合适的安全措施来防止未经授权的访问[7]。

6 其他问题

根据《计量器具新产品管理办法》，制造已取得型式批准的计量器具，不得擅自改变原批准的型式。对原有产品在结构、材质、关键零部件等方面做了重大改进导致性能、技术特征发生变更的，应当重新申请型式批准[8]。

在此次测试中，还发现有部分产品铭牌标注为同一系列的电子计重秤，分别和计算机组装成几种不同结构和外观的PC 秤，但秤体铭牌标注着同一型式批准证书编号，即同一个PC 秤型式批准证书出现了不同结构和外观；另有部分产品型式批准证书的整机外观照片与实际产品屏幕外观不同，且不符合PC 秤型式批准的相关规定。

7 结语

计量器具在数字化、信息化和智能化发展中带来了便利，但也面临着一系列潜在问题。计量器具软件作为计量器具的重要部分，在量值准确可靠传递过程中是尤为关键的一个环节[9]。为确保计量结果的可靠性和准确性，需要采取相应措施来防范和解决这些隐患。例如完善技术体系、提高企业自律、评估软件对计量器具法制部分的影响，保证计量器具软件与计量特性相关部分的法制性、可靠性、安全性和独立性，加强软件安全性等措施都是必要的。同时，对于计量器具的监管和审查也需要加强，以确保其在实际应用中能够达到预期的计量效果。