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时栅传感器--“以时间测空间”的新工具 |
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| http://cn.newmaker.com
1/17/2006 11:03:00 AM
新华网
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记者日前从重庆市信息产业局获悉，重庆工学院教授彭东林在国家自然科学基金资助下成功研发出时栅传感器，这项成果突破“高精度测量必须有更高精度刻线标尺”的传统观念，改用以时间测空间的方法，从而使位移传感器的加工难度大大减小，制造成本只有国外同类产品的十分之一。
目前人类对时间的测量远远比空间测量操作简便，并且成本低廉，精度高，不易受温度和重力等因素影响，例如一块普通的石英表计时很准确，但成本不过几元钱，而要在空间测量方面达到和时间测量上的同等精度，则要花费更多的费用。彭东林教授正是把时间测量上这种简便易测、成本低廉的特点应用到空间测量上，发明出时栅传感器。
据介绍，时栅传感器的设计思路是先建立一个“时空坐标转换体系”，再设计出“时空坐标转换系统”，使时钟脉冲具有唯一确定的空间当量，配以单片微机，通过对时钟脉冲累加计数实现位移测量，构成“时栅精密位移测量系统”。中国工程院院士、天津大学测试技术与精密仪器国家重点实验室主任叶声华教授等专家在国家自然科学基金委员会组织的鉴定会上认为,这项成果不用刻线尺而实现精密角位移测量，具有明显的创新性。
彭东林说，国际上一流的精密机械刻线公司为了在超净和超静的环境下生产用于传感器的精密检测部件（光栅），花费上亿欧元建造多层真空结构的地下车间，而时栅传感器在设计上采取“建立相对运动双坐标系，则一个坐标系上的位置之差表现为另一个坐标系上观察到的时间之差”的思想，即“以时间测空间”，避免了空间精密机械刻线对生产工艺上的苛刻要求，使得时栅传感器在普通环境下的规模化生产成为可能。
国内目前生产的数控机床大多采用进口光栅作为精密检测部件，时栅传感器这项成果产业化后，有望提高我国数控机床的测量精度和装备制造业的水平。（记者王松涛）
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