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。