传说中的时间换空间的时栅传感器

寂静回声

时栅传感器的起源可以追溯到1996年，由重庆理工大学时栅团队（核心成员包括彭东林教授等）首次提出“时栅”概念，并创造性地提出“时空转换”的原创学术思想。这一技术的核心突破在于摒弃了传统传感器依赖精密刻划工艺的“空间测量空间”思路，转而通过高频时钟信号对位移进行实时采样，将空间位移转换为时间间隔测量，从而实现了“以时间丈量空间”的颠覆性创新。
1999辛团队研制出首台基于电机旋转构成运动参考系的时栅位移传感器样机，验证了理论可行性。
传统传感器（如光栅）依赖精密刻划工艺，成本高昂且易受环境干扰。时栅传感器通过时间脉冲替代物理刻划，彻底解决了这一问题，初期精度与光栅相当，成本仅为后者的十分之一。
彭东林教授：作为核心创始人之一，彭东林带领团队从1996年起持续攻关，2004年完成“时空坐标转换方法与时栅位移传感器”项目，精度达到0.8角秒（超过进口光栅水平），并于2010年获得国家技术发明二等奖。
2021年，重庆理工大学与中国通用技术集团联合成立通用技术集团国测时栅科技有限公司，推动技术产业化，使时栅传感器精度提升至进口产品的10倍，广泛应用于高端数控机床、半导体等领域。
时栅传感器与普通传感器（如光栅、磁栅、容栅等）的本质区别在于测量原理和核心技术路径的颠覆性创新。这种差异不仅体现在技术实现方式上，更深刻地反映了从传统“空间测量”到“时间测量”的思维跃迁。
时栅传感器：以时间基准替代物理基准
时空转换理论：将位移转化为时间差进行测量。例如，通过匀速运动的参考系（如电场或磁场）和高精度时钟信号（晶振），利用公式 s = v \cdot t 计算位移（速度×时间=距离）。
动态采样机制：通过高频时钟信号对位移进行实时采样，无需物理刻划，而是通过时间间隔的高精度测量（时间分辨率可达皮秒级）反推空间位移。
突破物理刻划限制：无需精密刻划工艺，避免了传统传感器的刻线误差和工艺成本。
抗干扰能力：结构简单，无光学镜片或磁性元件，耐油污、振动，适用于恶劣工业环境。
传统调制式传感器（如感应同步器、齿栅）：
需要动尺与定尺的相对运动，通过比相技术（测量两路信号的相位差）计算位移。
依赖刻划一致性：若刻划误差（ΔW）存在，会导致相位差误判，产生测量误差。
时栅传感器：
单参考系动态扫描：仅需一个匀速运动的参考系（如正交电场），通过时间差直接反映位移，无需比相或刻划一致性要求。
“时空坐标转换”理论：通过时间序列采样（如Ti和T0的时间差）直接计算位移，避免了传统传感器的刻划误差累积。

点评
技术上比国外高端强很多，又比他便宜，然后就不能得到应用

2266998

就像聊细分，仅仅就聊到细分这个概念，

大哥，你再说几句！哈哈，

不说，怎么样，就是不说，哈哈，

cshine

市场上有没有成品？

君越168

2266998 发表于 2025-6-26 15:48
就像聊细分，仅仅就聊到细分这个概念，

大哥，你再说几句！哈哈，

我所了解的细分，光栅尺细分，就是通过正弦或余弦信号，把光栅距离1u,细分到100份，理论上就把光栅尺的分辨率提高了100倍，1/100 u.但是这种细分要求运动体匀速，速度波多，单位时间内光栅反馈值是不准的，不能提高测试精度，反而造成系统不稳定