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经国家计量院检定,最重要的两项指标精度达到±0.2″,分辨力0.01″,超过全球最高水平,世界领先,国内唯一
重庆中电天时精密装备技术有限公司 研制出时栅角度传感器
突破国外技术封锁,是首个由中国人发明并命名的角度传感器
中电天时公司研发的分装式电时栅   受访者供图

  
  在前不久结束的第六届中国创新创业大赛(重庆赛区)暨第三届“高新杯”众创大赛决赛中,重庆中电天时精密装备技术有限公司(以下简称中电天时公司)获得了先进制造奖,其研发生产的时栅角度传感器,拥有20多年、自主研发、替代进口、± 0.2″、国内唯一、世界领先等关键词特性,填补了国内相关技术空白。

用时20多年研发能够全面代替进口产品
  中电天时公司副总高忠华介绍,时栅角度传感器是用于感知目标物的旋转角度,可以形象地称其为“精密制造之眼”,这种传感器在我们身边广泛应用,比如汽车、机器人手臂、坦克、雷达、电梯等,可以说,有旋转的地方就有角度传感器存在。
  目前,国内市场的角度传感器都是外国人发明的,依赖于超精密的加
  工工艺,国内无法生产。高忠华说,这样的情况导致国内高端市场被欧美垄断,而且超高端产品被禁止出口中国;中端市场被欧美和日韩垄断;低端市场由部分日商和国内企业占领,国产仅占市场份额的25%。“鉴于这样的情况,我们用了20多年时间,用时栅技术突破国外技术封锁,实现完全自主研发生产,研制出时栅角度传感器,能够全面代替进口产品。”
  高忠华表示,传统的角度传感器是光电式,采用空间测量空间的原理制造,比如德国生产的高精度角度传感器,必须依靠高精密的设备加工,但目前国内制造业不具备这样的条件,而时栅角度传感器把对空间位移的测量转换为对时间量的测量,空间等分转换为时间等分,彻底回避了对超精密加工工艺的依赖。时间的测量精度比空间测量精度高3个数量级。因此,时栅从原理上具有较高的精度基准和分辨力。
  记者也了解到,时栅角度传感器是首个由中国人发明并命名的角度传感器,获中国专利金奖、国家技术发明二等奖、重庆市技术发明一等奖,被评价为“少见的原始创新成果,是对传统栅式位移传感器的重大突破”;取得了56项国家发明专利和2项国际发明专利;经国家计量院检定,角度传感器最重要的两项指标精度达到±0.2″,分辨力0.01″,超过全球最高水平,世界领先,国内唯一。

售价在4万元左右预计今年10月投产
  “国外进口的一个高精度角度传感器,价格在6万元左右,我们的时栅角度传感器的价格在4万元左右。”高忠华告诉记者,国外的传感器码盘对生产要求非常高,上世纪五六十年代,德国的一家公司就建造了一个码盘生产车间,造价十分昂贵,这个车间在地下十几米处,为无尘车间,且外面有三层抗震设计,因为传统的码盘在生产过程中,其表面不能有任何粉尘,工艺难度高。如果码盘在生产过程中受到一点点震动或者接触到粉尘就会影响加工精度,国内还没有掌握建造这样生产线的技术。
  时栅角度传感器由于改变了制造原理,回避传统位移传感器精密刻划线工艺,以较低精度的加工工艺实现高精度测量,以我国现有的加工水平即可生产。这样一来,成本就大大降低了。此外,相比国外进口的传感器,时栅角度传感器还具备售前、售后服务的优势,这在中高端产品上尤其突出。“国外进口的传感器如果出现问题,他们的专家很难到国内进行现场服务,最快的解决办法就是重新更换一个角度传感器,而我们公司除了提供系列产品,还为用户提供系统解决方案,并承接高精度位移传感器、精密装备成套检测技术、高端装备及其关键部件制造等定制业务。”高忠华说,公司的产品以中高端为主,贡献较高的利润率,低端为辅,贡献稳定的资金流,逐步实现“超高端产品填补国内空白,中高端产品替代进口品牌,全面超越同类产品”的战略目标。
  目前,中电天时公司主要面向国防军工、计量检定、工业制造三大领域。中电天时公司通过利用时栅的领先性,与清华、合工大、兵科院、中电科等产业链上下游企业达成协议,共建平台,开发系统级产品,业务扩展到整个精密制造行业,潜在市场规模可以扩大几十倍。高忠华说,系统级产品预计在今年10月投产,已经接到了300万元的订单。此外,中电天时还取得时栅角度传感器关键技术上的突破,精度有望突破±0.1″。
  记者 廖婉廷

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