给精密制造装上“天眼”—自主可控精密技术及器件：通用技术国测纳米时栅
一.官方介绍：
通用技术集团国测时栅科技有限公司由中国通用技术（集团）控股有限责任公司与重庆理工大学联手打造，致力于精密技术及器件自主可控研究，积极服务高端装备重大需求。
通用技术集团国测时栅科技有限公司成立于2021年4月，坐落于国家重要先进制造业中心—西部科学城重庆高新区。公司面向国家高端装备领域的重大需求，围绕原创纳米时栅技术打造“科学装置+国家工程中心+产业化基地”三合一平台，构建“基础研究－应用研究－技术开发－产业化”的创新链条，着力突破高精度高可靠性位移测量领域核心技术，同时以纳米时栅技术为核心竞争力，发展测量、驱动和控制一体化技术，研发“纳米时栅+”关键功能部件和智能装备。
纳米时栅产品于2021年入选国家“十三五”科技创新成就展，2022年作为“中国精度”代表之一入选《坐标中国》主题宣传活动。
2024年10月30日，通用技术国测时栅科技有限公司生产的RA系列圆时栅位移传感器，成功通过德国SIEMENS（西门子）DRIVE-CLiQ专用协议认证。
应用场景：
1.1量具量仪
随着新材料技术、智能制造技术等不断发展，零部件呈现形貌复杂化、尺寸非标化、体积极端化等演变趋势。因此，对于现代量具量仪设备，不仅需要其测量性能出色，更提出了设备集成度高、灵活性好、适应性强等新要求。
时栅位移传感器以其高精度、高分辨率、高重复性等性能优势，为高端量具量仪赋能增效，可通过配合采集分析软件实现直线。
角度
1.2高端数控机床
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，具有精度高、柔性好、工作高效化、功能复合化、控制智能化等特点，是机床现代化发展的主流方向。
位移传感器是数控机床的的关键核心功能部件，通过在移动轴上增设高精度时栅位移传感器，实时跟踪和观察走刀误差，利用位置反馈进行全闭环控制，以实现高精度、高效率、高质量的零件加工，进一步提升数控机床加工性能。
1.3电机及电机模组
电机及电机模组是自动化生产、检测、装配设备的关键功能部件，随着工业自动化和智能化的不断发展，对电机及电机模组等设备控制精度和动态性能的要求也越来越高，在相关应用中，将纳米时栅位移传感器接入控制系统，使得设备本身在开环控制状态下具备一定的定位精度，从而实现更精确、更快速、更稳定的转角或位置控制，满足终端用户快速定位和稳定运行等核心需求。
二.纳米时栅技术简介
时间量是人类目前测量精度最高的物理量，比空间高六个数量级。国际单位制中“米”是用时间来定义，最高长度基准溯源到时间。
1996年彭东林教授提出“通过构建一种高匀速的运动作为参考系，利用时间上的时刻比较来实现位移测量”，形成了“利用时间脉冲构成空间位移测量基准”的原创学术思想和“时栅传感”重大技术发明。
注释：彭东林简介：博士，重庆理工大学教授，重庆市“两江学者”，国务院特殊津贴专家，从事机电一体化、精密测量技术与仪器和智能传感器领域研究。主持的“时栅位移传感器研究”获中国专利金奖，国家技术发明二等奖(均排名第一)。出版《时栅位移传感器与新型机床动态检测系统》、《时栅传感技术与超精密蜗轮副》两部专著，承担《齿轮手册》关于机床传动误差章节的撰写，发表论文100余篇。承担完成国家“863”项目、科技部重大仪器专项、国防科工委“军品配套”项目、国家质检总局等项目多项以及国家自然科学基金项目9项(包含1项重大科研仪器研制项目和1项仪器专款项目)等国家级科研项目。
从1996年～2010年这十几年时间，开展了原创性工作——时栅位移传感器的研制开发，并取得较为突出的成绩。2010年时栅获中国专利金奖、国家技术发明二等奖。目前一方面与央企中国通用集团、上市公司大族激光等合办公司向产业化发展，另一方面利用传感器和测试仪器两项自主核心关键技术，回头进一步深化机床误差动态检测和精度提高研究工作。
通俗来讲，就是在两个坐标系上相互观察对方，一方的位置之差（位移）表现为另一方观察到的时间之差。
刘小康教授及其团队不断对时栅传感技术进行创新迭代，于2010年提出了利用正交变化电场构建一种等效空间域运动作为运动参考系的纳米时栅传感技术，通过简化和优化时间基准的传递过程，科学缩短时间基准传递链的长度，提高运动参考系的匀速性，进而提高测量精度，逐步实现从毫米到微米再到纳米精度的跨越。
时栅与Heidenhain光栅的主要参数性能比较
LAU封闭绝对式直线时栅系列介绍
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三.短评
2024年了，本质上，国内光栅和导轨技术都已经接近成熟了。
空间长度和时间长度，不匹配。就会导致非常大的误差。时间长度怎么测定的呢？光学测绘。这就是高科技机床真正的核心技术。
国产光栅尺进步挺大，挺开心的一件事。。。
如果我们无法做到精准的光学测绘，就无法做到准确的时间刻度和空间刻度。这样的误差反复叠加，与处理器的时钟频率无法做到精准耦合，我们的机床光栅尺就无法做到准确判定和准确预判运动控制。
为何美国要打冷战。因为他们比前苏联提前知道这个核心。也知道无法阻止前苏联终究会知道这个秘密。所以提前计划，通过冷战搞垮前苏联的人才经济科技等相关体系。这样就能让其他国家无法提前进行科技铺垫。前苏联属于重工业。而精密仪器制造，恰恰是材料学和光学物理学的综合性科技实力。这样，等俄罗斯反应过来，已经进入21世纪了。大势已定。因为美国标准已经铺开全球。
那怎么办？那中国怎么办？怎么突破这个技术壁垒！唯一的办法，就是制造出中国更高精度的光学仪器，发展航天科技，推动整个国家光学物理学的进步，制定自己的时钟标准。理论我们都懂，过程我们也知道。但是我们不知道的事情，就是这个标准具体用什么来判定的问题。一秒的万分之一，我们无法进行量化！一米的百万分之一，我们无法量化！无法量化，就无法定制标准！所以说，计算机整个体系，最终还是要回归标准的制定和精度的量化标准上来！这种量化，不是我们在草稿纸上，计算出来而已！而是要从草稿纸上变成具体的实物！变成可以测量的东西，能够通过仪器感觉到的东西，变成具体看得见摸得着的东西。
你我都知道一天24小时，一小时60分钟，一分钟60秒。问题是我们谁能足够准确精密的把这一秒进行量化成我们能够控制的标准？然后还要把这一秒分成一万分之一，十万分之一，百万分之一，千万乃至亿万分之一！这就关系到精度的积累问题！为什么我们手机联网到GPS后，全国统一时间刻度！问题是，这样的时间刻度标准，掌握在欧美手中。他们可以把一秒设置成0.9999秒，也能设置成1.000001秒。这样，我们的高精尖仪器设备就永远无法做到与欧美抗衡。
当我国的射电望远镜和空间站时钟，都能做到千分之一光年和几亿年误差近乎于零。欧美就知道，我们已经掌握了时间和空间的制定能力！后来我们又有能力制定时间和空间的标准！欧美也知道，芯片领域的秘密已经向中国人打开了！
一个国家，只有重工业，没有轻工业，电学无法快速发展。只有轻工业没有重工业，材料学无法快速进步。当我们有了重工业轻工业，就必然会研究物理学化学光学，乃至更深奥的宇宙空间理论和电磁理论。而这些恰恰就是现代计算机发展的主要组成。
欧美知道已经无法阻止中国向计算机领域下手了！因为他们计算出来，计算机要发展，至少需要8－10亿人口的工业体量才能做到。所以，他们又扶植植人，向我们输出所谓的精英理论。并且，我们国内的一些心思不够纯粹的人，也相信这一套鬼迷日眼的渣渣说法。
国产自主光栅技术，国产机床及精密仪器的血管，助力中国制造。。。
