5月23日，2023第四届“全国主流网络媒体重庆教育行”走进重庆理工大学，来自全国40余家主流网络媒体的记者，在参观走访中，纷纷被彭东林教授身上的标签吸引。

据悉，身为重庆市首批学术技术带头人和重庆市“两江学者”，彭东林坚守科研岗位40年，毕生从事精密仪器的研究和时栅位移传感器的研发。他率先提出“用时间测量空间”的思想，是“时栅传感技术”的开创者，打破了国外对精密测量技术的垄断。如今虽已迈入古稀之年，却依然没有停下脚步，而是继续迈向了新的征程。

时栅传感器和普通位移传感器的区别

在传统机加工领域，特别是在模具制造业中，对零件的尺寸公差要求极为严苛，期望获得光洁平滑的表面效果。然而，出于经济性考量，在满足高效率和高质量的前提下制造出能满足公差的零件是一件非常困难的事。

零件制造过程中，先要在粗加工阶段切削掉大部分原材料，再在精加工阶段逐步地达到零件公差，而为了满足严苛要求，控制后续成本，甚至需要手工研磨抛光。在整个机加工过程中，除了数控机床结构和数控系统性能外，通过位移传感器引入的位置测量反馈同样不可或缺。

零件制造过程中，其表面上周期范围约0.5mm至5mm的加工缺陷能够明显的被肉眼所识别，不仅外形不够美观，而且需要后续复杂昂贵的加工修复。这些波纹或螺旋产生的主要原因包括加工设备运行的周期性振动和进给轴位移传感器的周期性误差，因此，直线进给轴上安装细分误差极小的位移传感器是获得高质量零件的关键。

目前市面上的大部分位移传感器直接提供的分辨率往往无法满足现代化机床的要求。而精密位移测量技术及器件是高端机床装备的核心技术和关键功能部件，直接决定主机的性能，是实现精密定位与控制的“眼睛”，属我国高端装备领域亟待突破的一项“卡脖子”关键核心技术。高精度位移传感器国产化刻不容缓，研发具有自主知识产权的高精度位移传感器产品能很好地服务集团布局并有助于解决我国高端数控机床核心关键技术的重大需求。

时栅位移传感器具有测量精度高、环境适应性好等优点，通过采用毫米级宽度的“栅面”实现纳米级分辨率的位移测量。时栅传感器的高性能来自于对单周期内测量信号和参考信号的相位差，使用高频（通常达到GHz）脉冲对其进行插补计数，最终得到和位移线性相关的计数值，从源头上得到了较小的细分误差，也是输出高精度和高分辨率位移测量的基础。时栅位移传感器独创的测量原理兼顾了量程、精度和分辨率等关键参数，使其和现代工业加工完美契合。

做科研很苦，但乐在其中

彭东林对科研的痴迷，与其父母都是科技工作者不无关系。上小学时，他就曾一度“辉煌”。1960年5月8日的《重庆日报》还刊登过他带领同学开展无线电活动的消息，他也曾因此被评为“重庆市优秀少先队员”。彭东林那时的理想是长大了当一名科学家，但是当读到初一的时候，他就因“文 革”停止了学业。初中辍学后，彭东林当了3年知青，6年工人，一直到1977年恢复高 考，他幸运地考入重庆大学电机系。攻读硕士学位时，他又有幸师从曾获得1979年全国科学大会奖的张光辉教授，导师建议他将精密仪器作为主要研究方向。

“做科研是很苦的。我经常给团队的年轻人说，我们这个团队在学校中属于‘尖刀班’‘特种兵’‘敢死队’，到了团队就是要加班，就是要玩命干，即使是寒暑假，也要不停地干，到了这里就要有压力感、紧迫感、使命感。”彭东林回忆自己刚毕业留校成为一名青年老师时，科研条件还很艰苦。

有一次做实验，他要经过很长一段上坡路把沉重的板车拉到实验室，他拉了一路，汗水也滴了一路。在机床上做实验，需要自己去换挂轮，挂轮一个一个地装在机床上面，然后换一个挂轮又要扒下来，要求对得非常准，每一个又拧得非常紧。齿轮的表面像刀刃一样，装卸过程中一不小心就会划伤手。那时是夏天，两个手掌和光着的膀子上全部敷满了机油，即使被蚊子叮咬得奇痒难耐也不能去拍，否则就会蘸得满脸、满身都是油，他只能对着手臂狠狠吹气，让讨厌的蚊虫粘在手臂上。

很多人说做科研就是一场修行，非常孤独和艰苦，对此，彭东林并不否认，但在他看来，苦中也不乏收获的快乐。在彭东林带领下，20多人的团队中，先后有13人获得31项国家自然科学基金项目。

从被怀疑到突破卡脖子

早在1996年，彭东林就创造性提出“时栅传感理论”，迅速引起强烈反响。有人说这是忽悠，也有人认为这是概念的创新。当时，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。

2000年，彭东林在同门师弟、时任重庆工学院（重庆理工大学前身）副校长石晓辉的引荐下，从重庆大学机械传动国家重点实验室，加盟重庆理工大学，这在当时，曾引起学术圈的一阵议论。彭东林则认为“适合自己的才是最好的”。回首与重理工的缘分，彭东林的话语洋溢着庆幸与感恩。“学校为我创造了很好的条件和平台。事实证明我当初的选择没有错，现在看来，如果当初没有来到这里，我的很多想法可能无法实现，工作也可能无法落实。”

2004年，彭东林带领团队夜以继日奋战多年完成的“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自主知识产权的全新原理的位移传感器――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。当时它与光栅测量精度相当，成本却只有后者的十分之一。目前，时栅团队已经将时栅的测量精度水平提高到进口光栅的10倍左右。

20 多年来，这项成果已发展成为一项我国具有全部知识产权的自主核心关键技术，已在民用、军 用领域获得大量成功应用，技术成熟度不断提高，相继获得 2008 年第 10 届中国专利金奖，2010 年度国家技术发明二等奖。由中国科协主编的《机械工程学科发展报告》的一段评语是“重庆工学院彭东林发明的时栅位移传感器及其测试系统，是近年来精密测量领域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”。时栅传感器已相继被编入三部高等学校统编教材，成为我国大学统编教材中介绍的第一种由中国人发明、命名的传感器。

如今，虽已迈入古稀之年，彭东林对于科技攻关的坚定信念，和勇攀科学高峰的初心使命，驱使他的科研步伐从不曾停歇。

文章来源： 中国光学期刊网，华龙网，沈阳机床吧