【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 科技動(dòng)態(tài)】回首我們這十年，中央企業(yè)打造的一系列國(guó)之重器和超級(jí)工程，從不同維度鐫刻下國(guó)家發(fā)展的新坐標(biāo)。9月12日，“我們這十年@坐標(biāo)中國(guó)”網(wǎng)上主題宣傳正式啟動(dòng)，以不斷刷新的中國(guó)跨度、中國(guó)精度、中國(guó)高度、中國(guó)深度、中國(guó)力度、中國(guó)速度為經(jīng)緯，聚焦黨的十八大以來(lái)具有代表性的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和科技創(chuàng)新重大成果，展現(xiàn)央企建設(shè)者攻堅(jiān)克難、挑戰(zhàn)極限的膽識(shí)、魄力與智慧。

 

　　沒(méi)有超精密測(cè)量，就沒(méi)有高質(zhì)量的裝備制造。以“時(shí)間測(cè)量空間”的納米時(shí)柵，測(cè)量精度最高可達(dá)±0.06角秒，相當(dāng)于360度圓周內(nèi)，任意1度的60000分之一，該測(cè)量精度達(dá)到了現(xiàn)有檢測(cè)儀器水平的極限。今天，小新為您帶來(lái)“坐標(biāo)中國(guó)”系列主題片第六期，“中國(guó)精度”之《精密之眼》。

 

以時(shí)間測(cè)量空間？
 

對(duì)，你沒(méi)看錯(cuò)！
 

這聽(tīng)起來(lái)也許很科幻，
 

但絕不是天方夜譚。
 

實(shí)現(xiàn)這神奇“時(shí)空轉(zhuǎn)換”的關(guān)鍵
 

正是納米時(shí)柵，
 

一種“以時(shí)間測(cè)量空間”的
 

超高精度超高分辨力的位移傳感器，
 

被稱(chēng)為精密定位與控制的“天眼”。

 

PART1
 

時(shí)間何以測(cè)量空間？
 

在人類(lèi)漫長(zhǎng)的測(cè)量史中，
 

從“布手知尺，布指知寸”，
 

到使用具有統(tǒng)一尺寸和形狀的工具；
 

從測(cè)量精準(zhǔn)至0.01mm的千分尺，
 

到光學(xué)測(cè)量技術(shù)登上歷史舞臺(tái)……
 

時(shí)至今日，
 

我們甚至可以
 

“以時(shí)間測(cè)量空間”。
 

這關(guān)于“時(shí)”與“空”之間的秘密
 

究竟是什么？
 

 

想象一個(gè)時(shí)鐘
 

當(dāng)秒針在表盤(pán)上勻速旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)
 

表示其在空間上走過(guò)了360度
 

而在時(shí)間上則經(jīng)過(guò)了60秒
 

通過(guò)秒針的勻速運(yùn)動(dòng)
 

讓空間和時(shí)間產(chǎn)生了關(guān)聯(lián)
 

 

可通俗理解為
 

在相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)坐標(biāo)系上
 

互相觀(guān)察對(duì)方
 

一方位置之差(位移)
 

表現(xiàn)為另一方觀(guān)察到的
 

時(shí)間之差
 

 

PART2
 

　　納米時(shí)柵到底有多精密？
 

　　國(guó)之大器，
 

　　始于毫末。
 

　　“現(xiàn)代熱力學(xué)之父”開(kāi)爾文
 

　　有一條著名結(jié)論：
 

　　“只有測(cè)量出來(lái)，才能制造出來(lái)。”
 

　　沒(méi)有精密的測(cè)量，
 

　　就沒(méi)有精密的產(chǎn)品，
 

　　高水平的精密測(cè)量技術(shù)和精密儀器制造能力，
 

　　是發(fā)展高端制造業(yè)的必備條件。
 

　　納米時(shí)柵的測(cè)量精度
 

　　最高可達(dá)±0.06角秒，
 

　　相當(dāng)于360度圓周內(nèi)，
 

　　任意1度的60000分之一，
 

　　這個(gè)測(cè)量精度達(dá)到了
 

　　現(xiàn)有檢測(cè)儀器水平的極限。
 

　　在我國(guó)最高法定計(jì)量機(jī)構(gòu)——
 

　　中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院兩次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果
 

　　和國(guó)家角度基準(zhǔn)的比對(duì)結(jié)果顯示，
 

　　納米時(shí)柵精度全面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
 

　　PART3
 

　　納米時(shí)柵是如何煉成的？
 

　　精密位移測(cè)量器件作為核心功能部件，
 

　　被國(guó)外巨頭們進(jìn)行嚴(yán)格戰(zhàn)略性封鎖。
 

　　進(jìn)口傳感器存在
 

　　價(jià)格高、貨期長(zhǎng)、售后難的問(wèn)題，
 

　　我國(guó)精密位移測(cè)量領(lǐng)域
 

　　亟待擺脫受制于人的局面。
 

　　時(shí)柵技術(shù)
 

　　作為我國(guó)自主研發(fā)的首創(chuàng)性成果，
 

　　通過(guò)建立空間位移和
 

　　時(shí)間基準(zhǔn)之間的關(guān)系，
 

　　利用時(shí)間上的時(shí)刻比較
 

　　來(lái)實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量，
 

　　從而達(dá)到高精度、
 

　　高可靠性的測(cè)量目的。
 

 

十年磨一劍，二十年磨一尺。
 

　　納米時(shí)柵團(tuán)隊(duì)從1996年
 

　　提出“時(shí)柵角度傳感器”理念起，
 

　　堅(jiān)持自主研發(fā)道路，
 

　　歷經(jīng)
 

　　第一代機(jī)械式時(shí)柵、
 

　　第二代磁場(chǎng)式時(shí)柵、
 

　　第三代電場(chǎng)式時(shí)柵(即“納米時(shí)柵”)，
 

　　持續(xù)攻克
 

　　“提高測(cè)量精度與增加測(cè)量范圍的矛盾”
 

　　“精度提高導(dǎo)致的誤差溯源困難”
 

　　“突破光學(xué)衍射極限改善分辨力”
 

　　三座技術(shù)大山。
 

　　破解產(chǎn)品可靠性、
 

　　應(yīng)用場(chǎng)景多樣化、
 

　　市場(chǎng)認(rèn)可度等多只“攔路虎”，
 

　　團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種高精度運(yùn)動(dòng)控制
 

　　耐油污粉塵的時(shí)柵位移傳感器，
 

　　實(shí)現(xiàn)從思想到技術(shù)的里程碑。
 

 

2021年4月，
 

通用技術(shù)集團(tuán)和重慶理工大學(xué)
 

共同成立
 

　　通用技術(shù)集團(tuán)國(guó)測(cè)時(shí)柵科技有限公司，
 

　　標(biāo)志著時(shí)柵成果正式開(kāi)啟轉(zhuǎn)化應(yīng)用
 

　　服務(wù)市場(chǎng)用戶(hù)的新階段，
 

　　納米時(shí)柵產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程全面提速。
 

　　目前，納米時(shí)柵技術(shù)
 

　　已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高檔數(shù)控機(jī)床、
 

　　坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、伺服電機(jī)、
 

　　量具量?jī)x、半導(dǎo)體工業(yè)的測(cè)量，
 

　　以及生產(chǎn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、
 

　　工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域。
 

　　納米時(shí)柵正在逐步填補(bǔ)
 

　　國(guó)內(nèi)高端精密位移測(cè)量領(lǐng)域空白，
 

　　成為國(guó)內(nèi)高端裝備企業(yè)
 

　　發(fā)展道路中的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
 

 

面向世界科技前沿，
 

面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，
 

面向國(guó)家重大需求，
 

努力實(shí)現(xiàn)更多“從0到1”的新突破，