近日，科學技術部發(fā)布國家重點研發(fā)計劃 “制造基礎技術與關鍵部件”重點專項2021年度項目申報指南。

“制造基礎技術與關鍵部件”重點專項2021年度項目申報指南中明確提到，本重點專項按照產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈的要求，從基礎前沿技術、共性關鍵技術、示范應用三個層面，圍繞關鍵基礎件、基礎制造工藝、先進傳感器、高端儀器儀表和基礎技術保障五個方向部署實施。

在2021年度擬啟動項目研究方向中，與儀器儀表、傳感器相關的如下：

一、共性關鍵技術

1、滾動軸承基礎物理參數(shù)檢測技術(青年科學家項目)

研究內(nèi)容：研究滾動軸承潤滑性能檢測原理與技術；研究滾動軸承旋轉組件溫度檢測原理與技術；研究滾動軸承內(nèi)部游隙及受力狀態(tài)檢測原理與技術；開展?jié)L動軸承基礎物理參數(shù)檢測技術驗證。

考核指標：研制出真實工況條件下軸承的油膜厚度與分布、旋轉組件溫度、軸承內(nèi)部游隙及受力狀態(tài)的檢測裝置；油膜厚度測量范圍0.1~300μm，分辨率優(yōu)于0.1μm；運轉條件下軸承內(nèi)外套圈、保持架的溫度測量范圍 RT~180℃，精度優(yōu)于±0.5℃，測量轉速不低于30000r/min；運行狀態(tài)下力測量范圍不小于軸承額定動載荷的30%，精度優(yōu)于±1%FS；申請發(fā)明專利≥3項。

2、高性能液壓閥性能在線監(jiān)測與智能控制(青年科學家項目)

研究內(nèi)容：研究液壓閥口的沖蝕磨損及閥芯卡滯機理與演化規(guī)律；建立多維融合感知的液壓閥性能衰退與預測模型；研究電液控制閥服役過程的實時補償技術，開發(fā)具有性能監(jiān)測和故障診斷功能的可編程集成控制器；開展相關試驗驗證。

考核指標：高可靠智能型電液控制閥樣機2種以上；控制精度<0.1%，典型故障檢測類型≥5類，識別率≥80%；具備IO-link總線通訊接口的位置軸控精度不低于1%FS；申請發(fā)明專利≥3項。

3、齒輪傳動系統(tǒng)多維信息感知及智能運維(青年科學家項目)

研究內(nèi)容：研究傳動/感知/控制等深度融合的智能化齒輪傳動系統(tǒng)，探索傳動系統(tǒng)全生命周期內(nèi)輪齒損傷(如點蝕、磨損、膠合、斷齒)、應力、溫度、振動等多維信息監(jiān)測新方法；研究齒輪傳動系統(tǒng)多維信息的故障自診斷及自適應調(diào)控等智能運維機制；研究齒輪傳動系統(tǒng)服役性能及殘余壽命的智能預測方法。

考核指標：齒輪傳動系統(tǒng)智能感知及智能運維驗證系統(tǒng)1臺/套；具備傳動系統(tǒng)內(nèi)部應力、溫度、振動及輪齒損傷等監(jiān)測功能，監(jiān)測精度優(yōu)于5%；具備智能運維功能，故障自診斷正確率不低于80%；申請發(fā)明專利≥3項。

4、基于二維材料的柔性應變傳感器陣列(青年科學家項目)

研究內(nèi)容：研究基于二維材料的柔性應變傳感器敏感材料的性能調(diào)控方法和微觀機理；研究與微納加工、印刷工藝兼容的應變敏感材料、傳感器結構、可靠性及封裝技術，以及柔性應變傳感器陣列的加工方法；在工業(yè)或人體表皮進行長期連續(xù)監(jiān)測驗證。

考核指標：傳感器應變系數(shù)≥500，拉伸性≥50%，最低檢測限≤0.08%，循環(huán)穩(wěn)定性≥50000次@5%應變，響應時間≤50ms；陣列性能離散性≤5%；研制應變傳感可穿戴集成系統(tǒng)原型，申請發(fā)明專利≥3項，制定技術規(guī)范或標準≥1項。

5、高靈敏磁電阻傳感器(青年科學家項目)

研究內(nèi)容：研究高靈敏磁電阻傳感器敏感材料、原理和結構；研究低噪聲磁性多層膜結構材料；研究磁電阻—微機電和磁電阻—超導一體化調(diào)制效應的影響機理；研究高靈敏磁傳感器芯片制造工藝；研究傳感器的噪聲抑制、磁通匯聚、三維集成、封裝等關鍵技術；研究傳感器ASIC芯片設計；研制原型器件，并在工業(yè)現(xiàn)場試驗驗證。

考核指標：磁傳感器靈敏度優(yōu)于200mV/V/Oe，量程≤±100μT，功耗≤100mW，本底噪聲≤1pT/Hz@1Hz；申請發(fā)明專利≥3項。

6、高靈敏MEMS三維電場傳感器(青年科學家項目)

研究內(nèi)容：研究高靈敏MEMS三維電場傳感器的敏感機理和結構；研究三分量電場耦合干擾抑制方法及高精度測量方法；研究傳感器制備工藝、抗表面電荷積聚封裝等關鍵技術；研究傳感器弱信號檢測方法，研制出傳感器原型，并在工業(yè)現(xiàn)場試驗驗證。

考核指標：傳感器測量范圍0~100kV/m；單分量電場分辨力優(yōu)于1V/m；軸間耦合度<5%；準確度優(yōu)于5%；傳感器敏感結構尺寸≤12mm×12mm；申請發(fā)明專利≥3項，制定技術規(guī)范或標準≥1項。

7、工業(yè)測控高精度硅基壓力傳感器關鍵技術

研究內(nèi)容：研究差壓、表壓和絕壓高精度壓力傳感器芯片設計制造關鍵技術；研究硅基MEMS加工應力控制方法與傳感器高可靠封/組裝技術；研究寬溫區(qū)溫度補償校準方法，實現(xiàn)基于自主開發(fā)壓力敏感芯片的系列化壓力傳感器在流程工業(yè)、裝備工業(yè)等重點領域應用驗證。

考核指標：差壓傳感器量程0.015MPa，非線性誤差0.3%FS，遲滯0.05%FS，工作溫度-40~85℃；表壓傳感器量程0.5MPa，非 線性誤差0.2%FS，遲滯0.05%FS，工作溫度-40~85℃；絕壓傳感器量程3MPa，準確度 0.02%FS，工作溫度-40~85℃；高溫壓力傳感器量程2MPa，準確度0.25%FS，工作溫度-55~250℃，響應頻率≥400kHz；壓力變送器準確度0.05%FS；申請發(fā)明專利≥5項。

8、工業(yè)機器人減速器狀態(tài)監(jiān)測傳感器關鍵技術

研究內(nèi)容：研究薄膜應變傳感器在機器人減速器部件表面上的原位集成工藝、設計制造及可靠性技術；研究適應減速器內(nèi)部環(huán)境的無線應變傳感器設計制造及測量技術；研究MEMS薄膜聲發(fā)射傳感器設計制造及可靠性技術；研制的傳感器在諧波減速器和RV(旋轉矢量)減速器應用驗證。

考核指標：諧波減速器應變傳感器靈敏度因子≥1.5，TCR(電阻溫度系數(shù))≤110ppm，線寬≤10μm@曲率半徑62.5μm基底；RV減速器無線應變傳感器測試范圍0~1000με，誤差≤±1%；聲發(fā)射傳感器工作頻率范圍 40~400kHz，靈敏度優(yōu)于60dB；申請發(fā)明專利≥3項。

二、示范應用

1、動力系統(tǒng)關鍵傳感器開發(fā)及示范應用

研究內(nèi)容：研究集成式多路電壓傳感器設計、高低壓可靠隔離、高壓切換開關及高精度模數(shù)轉換技術；研究寬量程電流傳感器芯片設計及可靠性技術；研究高精度電機位置傳感器薄膜材料工藝、設計及制造技術，開發(fā)信號調(diào)理電路；開發(fā)傳感器及模塊應用技術，在電動汽車等領域示范應用。

考核指標：多路電壓傳感器最高檢測電壓≥1000V，電壓檢測精度優(yōu)于0.5%，采樣率≥1MHz，分辨率≥12 Bit；電流傳感器直流量程±1000A，精度優(yōu)于0.1%；電機位置傳感器轉速范圍0~30000r/min，分辨率≥16 Bit(360度角度范圍)，系統(tǒng)延時≤2μs；檢測高壓母線電流，功能安全等級ASIL B；傳感器可靠性水平滿足不同電動汽車用戶單位要求。

2、動力電池組控制安全傳感器開發(fā)及示范應用

研究內(nèi)容：研究動力電池組單體電壓與溫度檢測方法，高速高精度模數(shù)轉換及多芯片擴展技術；研究電池熱失控的壓力、VOC(揮發(fā)性有機化合物)、氣溶膠等傳感器設計制造技術；開發(fā)傳感器及模塊應用技術，在電動汽車等領域示范應用。

考核指標：單體直流電壓監(jiān)測范圍±5V，測量精度優(yōu)于±2.5mV；熱失控監(jiān)測傳感器壓力測量范圍50~250kPa，誤差≤±1.5kPa，響應速度≥100ms；VOC傳感器檢測氣體成分包括：CO、CO2、C2H4、CH2O 有機揮發(fā)物，測量范圍0~5000ppm，誤差≤±15%；氣溶膠傳感器測量范圍200~5000μg/m3，誤差≤±15%；整機安全：防止乘客倉起火ASIL D，防止人員觸電ASIL D；傳感器可靠性水平滿足不同用戶單位要求。

3、醫(yī)療影像裝備關鍵傳感器開發(fā)及示范應用

研究內(nèi)容：研究SiPM(硅基光電倍增管)輻射傳感器設計制造；研究磁柵位置傳感器設計制造及抗輻照技術；研究強磁場背景下高分辨磁場傳感器設計制造技術；研究傳感器敏感元件與相關抗輻照調(diào)理電路設計；研制的傳感器在CT(斷層掃描儀)、PET(正電子發(fā)射斷層成像)、RT(影像引導放療)或MR(磁共 振)等醫(yī)療影像裝備示范應用。