重庆理工大学做好四个“引路人”系列报道 【做学生创新思维的引路人】彭东林：顶天立地做科研

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华龙网10月17日13时53分讯（张华）2016年9月，第二届“中国创翼”青年创业创新大赛高端装备制造业全国行业赛在重庆落幕，吸引到25个省市的95个项目参赛。经过三天激烈角逐，重庆理工大学研究生团队的时栅位移传感器项目获大赛团队组一等奖，并获得10万元奖励。

今年2月，重庆理工大学“电场式时栅角位移传感器”和“基于单排多层结构的电场式时栅直线位移传感器”获得两项国际发明专利授权，对提高高端制造装备的精密技术有极大帮助。

这两项成果，均来自同一个团队——“时栅传感理论与技术团队”。时栅传感理论由重庆理工大学教授彭东林在1996年提出，这一理论的提出以及后续的研究被认为将给行业带来颠覆性的变化，也将打破国外在精密测量对我国封锁。20多年来，彭东林和他的学生们在时栅基础上朝着多个方向延伸，创新性成果不断涌现。

用时间测量空间 打破国外垄断

据彭东林回忆，上个世纪九十年代，在完善机床和武器系统的回转精度测量新型仪器的过程中，他发现国内所有同类测量系统用的都是国外的光栅传感器。这让从事“仪器科学与技术”研究的他心里憋着一口气，想通过自己的研究解决工业上的技术问题。

“光栅传感器国外已经垄断了，如果我们继续跟踪这个技术很难超越，要创新必须另外走一条路。”彭东林发现不论是光栅、磁栅还是电栅，这些技术都遵循了“高精度测量必须依赖更高精度的刻线标尺”，而刻线标尺必定是“在一个基体上沿空间均匀分布刻线”的原理。

“我就想为什么没有用时间量？时间是人类测算最准的一个量，精、细、准，并且价格便宜。”当时的彭东林正在将时间作为细分手段进行研究，于是大胆地提出了“用时间测量空间微小位移量”的思想，用时间来测量空间。

时栅思想刚一提出便激起强烈反响，有人说这是忽悠，也有人认为这是概念的创新。1996年，国家自然科学基金委员会基于保护创新的基本原则，将这一项目作为“非共识项目”批准立项。此后8年，彭东林为了证明自己的想法，夜以继日的研究。2004年，完成“时空坐标转换方法与时栅位移传感器”项目，经国家法定权威检测机构 中国测试技术研究院检定精度达到0.8角秒，超过进口光栅的精度水平。从此，在国外科学家发明的光栅、磁栅、容栅、电栅、球栅等之外，有了一种由中国人发明并拥有完全知识产权的全新原理的栅式传感器 时栅。它彻底摒弃了国外各种传感器的精密刻划工艺，而改由时间脉冲构成测量基准。它与光栅精度相当，成本却只有后者的十分之一。

在科研的道路上，彭东林始终记得自己最初的梦想——顶天立地。顶天，要在理论上进行创新；立地，就是要将成果用于实际，解决工业中的问题。在20多年的研究过程中，彭东林的团队从实际出发，做出传感器、以及机床、蜗轮等十几个衍生产品，又根据企业的需要研发了不同型号的产品。

“时栅主要用于三大领域，计量检定、制造业以及国防军工。所有武器瞄准都牵涉到测量，国外这种技术是不卖的，对我们封锁，时栅技术出来之后就打破了国外的垄断。”二十年如一日，彭东林在时栅的研究上锲而不舍，从思想到技术，从技术到产品，从产品到产业，一步步走来，形成了一个完整的链条。

学生们的研究在时栅基础上百花齐放

2016年12月，在中国计量科学研究院的鉴定中，由重庆理工大学教授刘小康主持研究的“纳米式时栅位移传感器”，达到了 0.2”的精度，并获得两项国际发明专利。目前，国际上做光栅最好的德国海德汉公司，卖给我国的最高精度为 1”，而其 0.4”精度的光栅则对我国进行禁售。这一研究成果，已经打破了国外超精密位移传感器对我国的封锁，并且课题组正在向更高精度的方向迈进，“国际领先”已不再是遥不可及的梦想。

2000年，刘小康在重庆理工大学读研究生，他的导师正是彭东林，师徒俩一起从事时栅研究。当刘小康以优异的成绩硕士毕业时，国内某一知名大企业也决定录用他，但他毅然选择到重庆理工大学担任一名普通教师，以继续从事科学研究工作。

也正是在重庆理工大学的研究期间，刘小康进一步提出了用电场作为传感媒介构成时栅传感器，从而大大丰富了时栅的理论内涵，提升了时栅的技术优势。

“时间测量空间是时栅的基本想法，但怎么用时间测量空间，里面就有很多自然现象可以利用。我们以前用的是磁场，2012年刘小康提出用电场，2015年有学生提出了用光场，刘小康还正在酝酿采用原子自旋，等等。”有了彭东林的时栅理论作为基石，他的学生们在此基础又提出了很多创新点，百花齐放。

说起自己的学生，彭东林自豪地表示，受精度限制，以往时栅传感器瞄准的是制造业和国防军工，提出的是能替代光栅传感器。但刘小康在电场上的研究让他们在精度要求最高的计量领域敢于超越国外，实现了一个大的跨越。

“时栅是理论上的创新，它开辟了一个新的创新周期，在这个基础上，所有研究都是新的。如何将这些新的思想和新的成果落地，来解决生产中的实际问题，是我们科研人员要做的。”彭东林说，正是基于“顶天立地”的科研精神，在他的20多人的团队中，先后有11人获得过国家自然科学基金项目，总共获得23项。在20多年里，几代时栅人以一种“锲而不舍、精益求精”的精神，一直致力于做中国人自己的传感器，不断突破国外产品对我国的技术封锁，以实际行动推动科技成果服务社会。

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