“时间测量空间”,这是一项什么技术?

刘辈 113 0

2021年10月在北京举办的国家“十三五”科技创新成就展上,有一项“大量程纳米时栅位移测量技术及器件”,引起了观众注意。这是由通用技术集团国测时栅科技有限公司(以下简称通用技术国测时栅)展出的时栅测量产品。

时栅测量技术是什么?

时栅位移传感器是基于时空坐标转换原理而发明的高精度位移传感器,通过“时间测量空间”来提高位移测量精度,逐步形成“利用时间脉冲构成空间位移测量基准”的原创学术思想和“时栅传感”技术发明。

时间测量空间,是个什么概念呢?

对此,技术人员解释说,时间测量空间可以通俗理解为:在相对匀速运动的两个坐标系上互相观察对方,一方的位置之差(位移)表现为另一方观察到的时间之差。

“时间测量空间”,这是一项什么技术?  第1张

时栅产品的研发进展如何?

通用技术国测时栅由通用技术集团和重庆理工大学合资成立,位于重庆市高新区西部(重庆)科学城。公司面向高端装备领域需求,围绕原创纳米时栅技术,研发推广“纳米时栅+”关键功能部件和相关智能装备。

据该公司介绍,此次展出的核心产品LAT-S200型直线时栅位移传感器,可广泛应用于需要较高位置测量精度的产品,如超精密机床和量具量仪,以及半导体工业的测量和生产设备等。另一件展品是RAT-S1000型圆时栅位移传感器,最高测量精度可达±1",主要用于机床回转工作台、伺服电机、自动化设备、工业机器人等。

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RAT-S1000型圆时栅位移传感器

该公司表示,研发团队不断对时栅传感技术进行迭代,提出利用正交变化的电场构建一种等效空间域运动作为运动参考系,建立空间位移和时间基准之间的关系,通过简化和优化时间基准的传递过程,科学缩短时间基准传递链的长度,从而提高运动参考系的匀速性。同时通过解决传感器结构与参数优化、器件制造和信号处理智能化等一系列关键技术问题来提高测量精度,助力持续推动精密测量技术和高端装备制造业向更高水平发展。

研发条件及产品应用情况

通用技术国测时栅公司拥有由50余名固定研究成员构成的团队,其中包括国家杰出青年基金获得者、国务院政府特殊津贴专家、教育部新世纪人才、重庆市两江学者等国家和省部级人才。公司拥有高精度微纳试制试验室、大尺寸微纳传感器件跨尺度制造研究平台和大量程微纳器件检测平台,以及较高精度水平的仪器设备,拥有1000㎡的纳米时栅研究专用超精密实验室及高精度检测设备。

该公司介绍说,围绕时栅技术,积极开展了基础研究、产品开发及生产销售,开发出的系列位移传感器已应用于机床、电机、检测设备、机器人等领域,或安装于环境较为恶劣的加工场景,可与数控系统、三坐标测量机和机器人等配套应用。其产品已在国内机床工具领域进行了试用,表现出较好的环境适应性,可以适应粉尘、油污、振动冲击等环境。

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