8月3日,科技部發(fā)布了國家重點研發(fā)計劃“智能機器人”等重點專項2018年度項目申報指南,其中“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵零部件”重點專項在列,包含先進傳感器和高端儀器儀表等內(nèi)容。
根據(jù)“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵零部件”重點專項2018年度項目申報指南,本重點專項按照產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈的要求,從基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用示范三個層面,圍繞關(guān)鍵基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、先進傳感器、高端儀器儀表和基礎(chǔ)保障技術(shù)五個方向部署實施。專項實施周期為5年(2018-2022年)。
2018年,在五個方向按照基礎(chǔ)前沿技術(shù)類、共性關(guān)鍵技術(shù)類和應(yīng)用示范類,擬啟動不少于43個項目,擬安排國撥經(jīng)費總概算約6億元。(更多詳情請見附件)。
涉及先進傳感器和高端儀器儀表的內(nèi)容中國儀表網(wǎng)整理如下:
一、 先進傳感器
1. 高性能硅壓力、加速度、角速度傳感器前沿技術(shù)(基礎(chǔ)前沿技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究新型諧振式硅傳感器敏感原理和結(jié)構(gòu);研究傳感器非線性效應(yīng)、耦合效應(yīng)、溫度效應(yīng)及工藝誤差影響;研究傳感器優(yōu)化設(shè)計、制造工藝精確控制、低應(yīng)力封裝等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)閉環(huán)信號檢測與控制電路系統(tǒng)集成技術(shù);研制高精度硅壓力傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器原型器件,并在流程工業(yè)與機器人領(lǐng)域試用驗證。
考核指標(biāo):壓力傳感器量程0~1MPa,精度優(yōu)于0.01%FS;加速度傳感器量程±15g,零偏穩(wěn)定性優(yōu)于1g;角速度傳感器量程±200/s,零偏穩(wěn)定性優(yōu)于0.1/h。
2.基于量子效應(yīng)的微納傳感器前沿技術(shù)(基礎(chǔ)前沿技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究基于量子效應(yīng)的芯片式角速度傳感器、磁場傳感器設(shè)計方法;研究傳感器電子自旋-核自旋相互作用機理、溫度效應(yīng);研究諧振頻率控制、微型腔室制備、真空封裝等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)激光器、探測器、處理電路系統(tǒng)集成技術(shù);研制高精度角速度傳感器、磁場傳感器原型器件,并在重大技術(shù)裝備中試用驗證。
考核指標(biāo):角速度傳感器表頭體積≤100cm3,量程±200/s,零偏穩(wěn)定性優(yōu)于0.1/h;磁場傳感器表頭體積≤10cm3,靈敏度優(yōu)于10fT/Hz1/2。
3.無線無源微納傳感器前沿技術(shù)(基礎(chǔ)前沿技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究微型化聲表面波(SAW)、電感-電容(LC)無線傳感器設(shè)計;研究傳感器多參數(shù)敏感的耦合效應(yīng);研究傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、曲面襯底上傳感器制備工藝、封裝、工業(yè)環(huán)境無線信號傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù);開發(fā)信號調(diào)制解調(diào)技術(shù)及處理電路系統(tǒng)集成技術(shù);研制SAW和LC多參數(shù)監(jiān)測傳感器原型器件,并在燃氣輪機主軸、軸承健康狀況監(jiān)測中試用驗證。
考核指標(biāo):SAW傳感器:溫度量程-40℃~+1000℃,誤差±1%;應(yīng)變量程±3000μ,誤差±1%;氣壓量程0~4MPa,誤差±1%。LC傳感器:溫度量程-20℃~+120℃,誤差±1%;應(yīng)變量程±1000μ,誤差±1%;振動量程±6g,誤差±1%。
4.微納傳感器與電路協(xié)同設(shè)計技術(shù)及設(shè)計工具(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究內(nèi)容:建立熱/機械/電學(xué)多物理場耦合模型、硅表面加工與體加工工藝模型、閉環(huán)控制傳感器宏模型;研究具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、包含器件級、工藝級、系統(tǒng)級設(shè)計功能的微納傳感器綜合設(shè)計工具;研究微納傳感器與電路協(xié)同設(shè)計技術(shù),并實現(xiàn)與集成電路(IC)設(shè)計工具的無縫連接;形成集成傳感器知識產(chǎn)權(quán)庫(IP),IP經(jīng)過生產(chǎn)線驗證。
考核指標(biāo):器件級耦合分析自由度≥1×107;工藝級仿真與實驗偏差優(yōu)于5%;系統(tǒng)級仿真與實驗偏差優(yōu)于10%;閉環(huán)控制集成傳感器IP不少于3種,軟件銷售≥10套。
5.微納傳感器與電路單片集成工藝技術(shù)及平臺(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究在同一芯片上制造微納傳感器與IC的工藝技術(shù);以互補-金屬-氧化物-硅(CMOS)工藝線為基礎(chǔ),研究與 CMOS工藝兼容的微納傳感器表面加工、體加工、硅直接鍵合加工等關(guān)鍵技術(shù);建立可量產(chǎn)的微納傳感器與電路單片集成制造技術(shù)并形成標(biāo)準(zhǔn)制程規(guī)范,實現(xiàn)單片集成微納傳感器規(guī)?;a(chǎn)。
考核指標(biāo):圓片直徑≥150mm,單片集成傳感器成品率≥80%,成套制程規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)≥3項;服務(wù)用戶數(shù)≥3家,開發(fā)單片集成傳感器不少于3種,生產(chǎn)能力≥5000片/年,銷售單片集成傳感器≥100萬只。
6.高溫硅壓力傳感器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究高可靠性MEMS高溫硅壓力傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù);研究低應(yīng)力無引線封裝、溫度補償、高溫專用電路(ASIC)芯片等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)測控接口電路;實現(xiàn)批量化生產(chǎn)并在重大技術(shù)裝備中應(yīng)用。
考核指標(biāo):溫度范圍-55℃~+225℃,量程0~200kPa、0~60MPa,精度優(yōu)于0.25%FS,零點漂移優(yōu)于2%FS@100℃,長期穩(wěn)定性優(yōu)于0.1%FS/年,固頻率≥200kHz,過載壓力≥2倍額定壓力;形成傳感器芯片制造、封裝到應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化鏈,生產(chǎn)能力≥5000 套/年,銷售量≥1000 套。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
7.單片集成多軸傳感器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究單芯片集成多軸傳感器可復(fù)用的模塊化設(shè)計技術(shù);研究傳感器單面微機械加工工藝、芯片內(nèi)薄膜真空封裝等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)多軸傳感器信號處理、融合與測試技術(shù);形成單芯片集成多軸傳感器制程規(guī)范,實現(xiàn)批量化生產(chǎn)并在大型起重輸運裝備、電梯生產(chǎn)線等行業(yè)應(yīng)用。
考核指標(biāo):晶圓直徑≥150mm,成品率≥90%;單片三軸磁場傳感器分辨率優(yōu)于50nT,單片三軸加速度傳感器分辨率優(yōu)于100g,單片三軸角速度傳感器偏置穩(wěn)定性優(yōu)于1/h,單片三分量應(yīng)力傳感器分辨率優(yōu)于10kPa;生產(chǎn)能力≥5000片/年,銷售量≥100萬只。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
8、無線紅外高溫微納傳感器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究硅基紅外傳感器設(shè)計優(yōu)化、制造工藝、封裝、可靠性、測試等關(guān)鍵技術(shù);研究工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下,高精度、非接觸、紅外高溫溫度測量技術(shù);開發(fā)無線能量收集及信號傳輸技術(shù);實現(xiàn)無線紅外高溫微納傳感器批量化生產(chǎn),并在高溫熔煉爐監(jiān)測中應(yīng)用。
考核指標(biāo):傳感器量程 600℃~1600℃,誤差±0.5%,響應(yīng)時間≤20ms,生產(chǎn)能力≥5000 套/年,銷售量≥1000 套。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
9、運動部件壁面溫度微納傳感器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究微納溫度傳感器優(yōu)化設(shè)計方案;研究運動部件曲面基底上高溫絕緣層、緩沖層、溫度敏感層的原位制造和微加工技術(shù);研究微納溫度傳感器在高溫、高速、強振等惡劣環(huán)境下的可靠性;研究傳感器標(biāo)定、信號無線引出及多傳感器系統(tǒng)集成技術(shù);實現(xiàn)微納溫度傳感器批量化生產(chǎn),并在重大技術(shù)裝備中示范應(yīng)用。
考核指標(biāo):傳感器量程100℃~1300℃,誤差±1.0%;響應(yīng)時間≤10ms,無線傳遞距離≥2mm;抗振動 1000Hz/20g,抗沖擊100g/8ms 半正弦波,生產(chǎn)能力≥5000 套/年,銷售量≥1000 套。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
二、高端儀器儀表
1. 基于語義交互集成的儀器儀表新型體系架構(gòu)(基礎(chǔ)前沿技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究標(biāo)準(zhǔn)化語義描述、元數(shù)據(jù)提取、分類編碼規(guī)則等儀器儀表信息交互基礎(chǔ)方法;研究基于語義交互的儀器儀表信息集成與智能互聯(lián)技術(shù);開發(fā)適應(yīng)語義交互集成、可重構(gòu)的儀器儀表新型技術(shù)架構(gòu);在面向智能工廠應(yīng)用的典型儀器儀表上開展原理驗證。
考核指標(biāo):語義描述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫覆蓋儀器儀表數(shù)≥50種、數(shù)據(jù)量≥30萬條;新型技術(shù)架構(gòu)具備語義交互集成、自主智能、模塊可重構(gòu)等功能,自主重構(gòu)裝載任務(wù)配置能力達到 10ms 量級,在2類以上的智能化儀器儀表進行原理驗證。
2.基于量子效應(yīng)的儀表原位標(biāo)校技術(shù)(基礎(chǔ)前沿技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究基于量子效應(yīng)實現(xiàn)儀表原位標(biāo)校的基礎(chǔ)方法;研究量子磁通調(diào)控和數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)、量子準(zhǔn)確度任意電壓信號合成技術(shù);建立以量子數(shù)模轉(zhuǎn)換為核心的標(biāo)準(zhǔn)級電壓校準(zhǔn)器物理系統(tǒng)并在儀器儀表制造行業(yè)開展原理驗證。
考核指標(biāo):實現(xiàn)直流至10kHz 量子電壓信號輸出,幅度有效值達到1V,有效值準(zhǔn)確度優(yōu)于2μV@(1V,直流~1kHz)、3μV@(1V,1kHz~10kHz),最大諧波失真優(yōu)于-100dBc@(1V,1kHz),基于量子數(shù)模轉(zhuǎn)換物理系統(tǒng)實現(xiàn)電壓源/表的原位標(biāo)校方法不確定度優(yōu)于 5μV/V@(1V,1kHz)。
3、具備邊緣計算能力的新型儀器儀表(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究儀器儀表嵌入式硬件計算資源分配、計算效能等的基礎(chǔ)理論與技術(shù);研究儀器儀表邊緣計算的數(shù)據(jù)實時分析與處理等技術(shù);研制面向智能工廠應(yīng)用的基于邊緣計算技術(shù)的新型儀器儀表,并在典型流程行業(yè)示范應(yīng)用。
考核指標(biāo):研發(fā)具備自診斷、自學(xué)習(xí)、自決策和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的壓力、流量、氣體分析等 3 類智能化儀器儀表,儀器儀表邊緣計算響應(yīng)時間≤100ms,自學(xué)習(xí)壓力、流量、氣體分析趨勢變化率等,自診斷效率≥95%。
4.面向惡劣環(huán)境的儀器儀表可靠性設(shè)計及驗證技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究內(nèi)容:研究冶金、化工、船舶等高溫和高鹽霧腐蝕等惡劣環(huán)境條件下典型儀器儀表失效機理與模型、可靠性設(shè)計與仿真方法;研究可靠性高加速壽命和加速篩選等試驗方法;建立惡劣環(huán)境下儀器儀表可靠性保障體系與驗證平臺;研制高可靠儀表,開展可靠性設(shè)計驗證。
考核指標(biāo):惡劣環(huán)境下儀器儀表可靠性設(shè)計與試驗分析軟件1套;建立可靠性保障規(guī)范與驗證平臺;研制溫度、壓力、流量等惡劣環(huán)境條件下使用的驗證性儀表,儀表平均故障間隔時間≥8000h。
5.高性能真空監(jiān)測儀表(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究高真空測量用閥體組件、標(biāo)準(zhǔn)連接裝置等關(guān)鍵部件,以及高真空密封裝配技術(shù);研制高密封、高真空、寬量程、低功耗的真空監(jiān)測儀表;在易燃易爆流體儲運、真空鍍膜、真空冶煉等制造領(lǐng)域示范應(yīng)用。
考核指標(biāo):組件整體漏率≤10-11Pa?m3?s-1,壓力測量范圍105Pa~10-5Pa,測量誤差優(yōu)于±15%@(10-2Pa~10-5Pa);儀表總功耗≤5W。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
6.汽車關(guān)鍵部件裝配缺陷視覺檢測儀(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究適用于工業(yè)現(xiàn)場的汽車關(guān)鍵部件裝配缺陷檢測原理及方法,建立裝配缺陷視覺檢測模型;研究三維光學(xué)傳感系統(tǒng)設(shè)計與集成、工業(yè)現(xiàn)場裝配環(huán)境下的復(fù)雜形貌三維重構(gòu)、裝配缺陷特征表示及識別等關(guān)鍵技術(shù);研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車關(guān)鍵部件裝配缺陷視覺檢測儀;在汽車發(fā)動機等關(guān)鍵部件裝配生產(chǎn)線開展示范應(yīng)用。
考核指標(biāo):單視點檢測時間≤3s,裝配缺陷檢測靈敏度≤±20μm,形貌重構(gòu)精度≤0.1mm,裝配缺陷識別種類≥20種,裝配缺陷識別準(zhǔn)確率≥99%;形成汽車裝配缺陷視覺檢測標(biāo)準(zhǔn);儀器銷售量不少于10套;在不少于2個汽車關(guān)鍵部件裝配環(huán)節(jié)示范應(yīng)用。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
7.特種工況實時在線測量儀表(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究特種工況實時在線測量儀表的材料改性、敏感元器件優(yōu)化、防護提升等工程化關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)適用相應(yīng)工況的壓力變送器、流量計和液位計等測量儀表;在光熱發(fā)電、核電、化工等領(lǐng)域示范應(yīng)用。
考核指標(biāo):壓力測量范圍0~7MPa,精度優(yōu)于±0.075%FS;流量測量范圍0~5m3/h,精度優(yōu)于±1%FS;液位測量范圍0~10m,精度優(yōu)于±0.03%FS;上述3 類儀表可測量介質(zhì)溫度≥550℃,原位測量特殊介質(zhì)包括熔融金屬、高溫鹽質(zhì)、加氫原料、氧化流體等;至少在2個領(lǐng)域開展示范應(yīng)用且滿足該領(lǐng)域的其他特殊使用要求。
有關(guān)說明:由企業(yè)牽頭申報。
8.高性能特種控制閥(應(yīng)用示范類)
研究內(nèi)容:研究適用于高溫、高壓差和高流速等特殊工況的特種控制閥整體構(gòu)造、減壓結(jié)構(gòu)、材料處理、密封形式等關(guān)鍵技術(shù);開發(fā)特種控制閥門,并在石化高壓反應(yīng)、核電等領(lǐng)域開展示范應(yīng)用。
考核指標(biāo):控制閥使用溫度≥350℃,控制壓差≥17.0MPa,調(diào)節(jié)精度優(yōu)于±1.5%,可調(diào)比≥100:1,閥座泄漏率達到Ⅴ級,系列化閥門口徑最大可達DN450。
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