我國(guó)發(fā)明“以時(shí)間測(cè)空間”新工具

日前，重慶工學(xué)院教授彭東林在國(guó)家自然科學(xué)基金資助下成功研發(fā)出時(shí)柵傳感器，這項(xiàng)成果突破“高精度測(cè)量必須有更高精度刻線標(biāo)尺”的傳統(tǒng)觀念，改用以時(shí)間測(cè)空間的方法，從而使位移傳感器的加工難度大大減小，制造成本只有國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的十分之一。 目前人類(lèi)對(duì)時(shí)間的測(cè)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比空間測(cè)量操作簡(jiǎn)便，并且成本低廉，精度高，不易受溫度和重力等因素影響，例如一塊普通的石英表計(jì)時(shí)很準(zhǔn)確，但成本不過(guò)幾元錢(qián)，而要在空間測(cè)量方面達(dá)到和時(shí)間測(cè)量上的同等精度，則要花費(fèi)更多的費(fèi)用。彭東林教授正是把時(shí)間測(cè)量上這種簡(jiǎn)便易測(cè)、成本低廉的特點(diǎn)應(yīng)用到空間測(cè)量上，發(fā)明出時(shí)柵傳感器。 據(jù)介紹，時(shí)柵傳感器的設(shè)計(jì)思路是先建立一個(gè)“時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換體系”，再設(shè)計(jì)出“時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)”，使時(shí)鐘脈沖具有唯一確定的空間當(dāng)量，配以單片微機(jī)，通過(guò)對(duì)時(shí)鐘脈沖累加計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量，構(gòu)成“時(shí)柵精密位移測(cè)量系統(tǒng)”。中國(guó)工程院院士、天津大學(xué)測(cè)試技術(shù)與精密儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任葉聲華教授等專(zhuān)家在國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)組織的鑒定會(huì)上認(rèn)為,這項(xiàng)成果不用刻線尺而實(shí)現(xiàn)精密角位移測(cè)量，具有明顯的創(chuàng)新性。 彭東林說(shuō)，國(guó)際上一流的精密機(jī)械刻線公司為了在超凈和超靜的環(huán)境下生產(chǎn)用于傳感器的精密檢測(cè)部件（光柵），花費(fèi)上億歐元建造多層真空結(jié)構(gòu)的地下車(chē)間，而時(shí)柵傳感器在設(shè)計(jì)上采取“建立相對(duì)運(yùn)動(dòng)雙坐標(biāo)系，則一個(gè)坐標(biāo)系上的位置之差表現(xiàn)為另一個(gè)坐標(biāo)系上觀察到的時(shí)間之差”的思想，即“以時(shí)間測(cè)空間”，避免了空間精密機(jī)械刻線對(duì)生產(chǎn)工藝上的苛刻要求，使得時(shí)柵傳感器在普通環(huán)境下的規(guī)?；a(chǎn)成為可能。 國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床大多采用進(jìn)口光柵作為精密檢測(cè)部件，時(shí)柵傳感器這項(xiàng)成果產(chǎn)業(yè)化后，有望提高我國(guó)數(shù)控機(jī)床的測(cè)量精度和裝備制造業(yè)的水平。