國之大器,始於毫末。
“現代熱力學之父”開爾文有一條著名結論:“隻有測(cè)量出來,才能(néng)製造出來。”沒(méi)有精密的測量,就沒有精密的產品,高水(shuǐ)平的精密測量技術和精密儀器製造能力,是發展高端製造業的必備條件。
隨著人(rén)類對(duì)世界的探索不斷深入,被測對象不斷延展,測量目的不斷延伸,各種測量技術陸續登(dēng)上(shàng)曆史舞(wǔ)台。時至(zhì)今日,我們甚至可以做到以時間測量空間,這聽起來也許很(hěn)科幻,但絕不是天方夜譚。
來自(zì)重慶的時柵團隊基於我國(guó)精密測(cè)量技術發展現(xiàn)狀,根據“時空轉換”的思維方式提出了以“時間測(cè)量空間”這一重要學術思想,並由此誕生了這把原創(chuàng)於中國(guó)的“精密尺子”——時柵技術(shù),實現了我(wǒ)國精密位移(yí)測量技術及器件的自主可(kě)控。
從1996年的嚐試探索,到如今成功研發出可媲(pì)美高端光柵的第三代納米時柵,二十年的厚積(jī)薄發,浸透(tòu)了科技工作者對自主創(chuàng)新、中(zhōng)國精度的堅守,凝聚著他們闖(chuǎng)關奪隘、奮(fèn)楫篤行的勇氣,展示著中國人頑強拚搏、永不言敗的精(jīng)氣神。
從無到有,是“衝雲(yún)破(pò)霧”的勇氣擔當
在精密加工、工業測控(kòng)(動態測量)領(lǐng)域,精密位移傳感器是不可或缺的重要組成部分,被稱為“智能製造(zào)之眼”,它的性能直接決定了加工製造環節(jiē)的精度。定位精度高、可靠性好、使用方便的精密位移傳感器在機床加工、檢測儀表等行業中得(dé)到廣泛應用。
然而,精密位移測量器件作為核心功(gōng)能部件,長期被國外巨頭(tóu)們嚴格戰略性封鎖,進口傳感器存在價格高、貨期長、售後難的問題,我國精密位(wèi)移測量領域麵(miàn)臨(lín)多重(chóng)困境,亟待擺脫受(shòu)製於人的(de)局麵,高端(duān)位移(yí)測量器件的國(guó)產替(tì)代已到了刻不容緩的(de)地步。
關(guān)鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的,要實現本領域的突破,必須依靠自主創新,需要變換研(yán)究思路(lù),從原理上進行創新,從根本上解決問題。實現從0到1的突破絕非易事,必得風雨兼程、劈波斬浪。
麵(miàn)對種(zhǒng)種困難,時(shí)柵團隊迎難而上,瞄準科技前沿,勇攀高峰。沒有案(àn)例可模(mó)仿,他們自(zì)己就做拓荒人;沒有經驗可借鑒,他們就(jiù)負重前行;沒有理論可參考,他們創造(zào)性地提出了(le)利用“時(shí)間測量空間”的重要原創學術思想(xiǎng),將夢想(xiǎng)命名為“時柵位移測量技術”,突破了高端裝備的精(jīng)密(mì)位置檢測難題(tí),掌握(wò)了精密(mì)位移測量關鍵核心技術(shù)的自主(zhǔ)知識產權。
科技工作者用責任、擔當(dāng),用勤勉、實幹(gàn),實現了(le)從微(wēi)米到納米精度的跨(kuà)越,開辟出了一條高端核心(xīn)功能部件的國產化道路,讓智能製造(zào)業卡脖子短板破局重生,走出了一條(tiáo)自主可控之路,使我(wǒ)國精密位(wèi)移測量領域擺脫了(le)受製於人的局麵。
經過多年的沉澱和發(fā)展,時柵技術已發展成為我國智能製(zhì)造(zào)領域的標(biāo)誌(zhì)性成果,獲得國家技(jì)術發明二等獎1項、中國(guó)專利金獎1項、重慶市技術發明一等獎(jiǎng)2項,成功申請國外專利12項、國內專利25項。
從(cóng)有到優,是精益求精的創新追求
時柵(shān)技術(shù)作為我國自主研發的首創性成果,通過建立空間(jiān)位移和時間基準之間(jiān)的關係,發揮時間量是人類測量精度最高的物理(lǐ)量(liàng)這一客觀優勢,利用時間上的時刻比較來實現位移測量,從(cóng)而達到高(gāo)精度的測量目的。可通俗理解為:在相對勻速運動的兩個坐標係上互相觀(guān)察對方,一方的位置之(zhī)差(位移)表現為另一方觀察到的時間之差。
十年磨一劍,二十年磨一尺。
時柵團隊從1996年提出“時柵角度傳感器(qì)”理念起,堅持(chí)自主研發道路,從第一代機械(xiè)式時柵、第二(èr)代磁場式時柵到(dào)第三代電場式時(shí)柵(即“納米時柵”),持續攻(gōng)克“提高測量精度與增加測量範圍的矛盾”“精(jīng)度提高導致的誤差溯源困難”與“突破(pò)光學衍(yǎn)射極限改善分辨力”三座技術大山,破解產品的可靠性、應(yīng)用場(chǎng)景的多樣化、市場的認可度等多隻“攔路虎”,開發出高精(jīng)度、高可靠性的時柵位移(yí)傳感器。
納(nà)米(mǐ)時柵到底有多精密?在(zài)我(wǒ)國最高法定計量機構—中國(guó)計量科學研(yán)究院的兩次現場(chǎng)測試結果和國家角度基準(zhǔn)的比(bǐ)對結果顯示,納米時柵精度達到了驚人的±0.06角秒(1°等於(yú)3600角秒),精度水平已經達到了現有檢測儀器(qì)水平的極限。
在漫長的(de)時光裏,時柵團(tuán)隊用精益求精、一絲不苟的科學家精神,隻爭朝夕,在承載著責任與(yǔ)夢想的實(shí)驗室(shì),堅持不懈,讓“精耕細(xì)作”煥發出新的時代風采。
車間作業圖
從優(yōu)到強,是全麵提速的偉大跨越
一粒種子的破土而生,需要合適的溫度、濕度、環境以(yǐ)及優質胚胎。同樣,任(rèn)何一項科(kē)研成果(guǒ)的成功轉化,離不(bú)開人才、技(jì)術、資金、政策的支持和幫助。
“將納米時柵(shān)技術走出實驗室,實現產業化”——光有美好的(de)願景是不夠的,闖過了技術關(guān),隨之麵對的就是應用關和市場關。納米時柵項目總(zǒng)工程師王勇(yǒng)說,“2021年4月,通用技術集團和重慶理工大學共同成立了通用(yòng)技術集團國測時柵科(kē)技有限公司,標誌著納米時柵成果正式開(kāi)啟轉化應用、服務(wù)市場用戶的新階段。”
現實和理想的距離,正一步步靠近。納米時柵產(chǎn)業化進程全麵(miàn)提速,當納米時柵技術在數(shù)控機床、半導體行業、計量檢測(cè)等領域得到批量應用時,當一把中國的精密尺子解決了高精度位置檢測(cè)難題時,所有(yǒu)人(rén)的艱辛和汗水化成兩個字:值了!納(nà)米時柵正在逐步填補國內高端精密位移測量領域(yù)空白,成為國內高端裝備企業(yè)發展道路中的堅強後盾。
2021年10月,“大量程納米時柵位移測量技術及器件”作為35項代表科技成果轉化的典型案(àn)例之一,亮相(xiàng)國家“十(shí)三五”科技創新成就展,作為創新科技成果轉化製度的第一典型(xíng)案例(lì)參展,展示中國(guó)高端裝備關鍵功能部件研(yán)發“智造”水平。
走(zǒu)過萬(wàn)水千山,仍需跋山涉水。
和(hé)時柵技(jì)術一樣由我國自主研發的首創性成(chéng)果不勝(shèng)枚舉。科(kē)研(yán)是一條嚴謹與浪漫(màn)並存的路,從無(wú)到有、從有到優、從優到強的蝶變躍升,是中國科技工作者“衝雲破霧(wù)”的責任擔當、精益求精的完美展現,更是(shì)他們沿(yán)著強國之路迎難而上、敢闖敢幹的生動詮釋,每一步腳印,都在書寫、見證著一次次偉大的(de)跨越。
中國精度,央企智造。麵(miàn)向世(shì)界科技前沿、麵向(xiàng)經濟主戰場、麵(miàn)向國家重大需(xū)求(qiú),無數的中國科研(yán)工作者和中國企業在方寸之間鑽研、琢磨,努力實現(xiàn)更多“從0到1”的新突破,大步行(háng)進在中(zhōng)國精度(dù)的逐夢征程上。