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邓铁六:锲而不舍创建“邓氏振弦传感技术”?

发布时间:2021-08-30  点击:

一位优秀的教师,一定要站在学科前沿从事日博体育平台。登高方能望远,通过科研才能更新教学内容。如果自身不善于在江河里游泳,怎么能教学生习水性呢?但是会游泳的人,未必是一个好的游泳教练。因此,我很注重正确处理理论和实践的关系,努力到实践中去学习理论和技术,在实践中检验理论和技术,在实践中发现问题、解决问题而不断创新。创新时要特别注意抓住主要矛盾,善于将矛盾的次要方面和主要方面进行转化。毛主席的《实践论》和《矛盾论》很好地讲述了《辩证唯物论》的世界观和方法论,我读了无数遍,指导了我的科研实践。

我是学理论物理的,对自然科学理论比较熟悉,遇到技术问题自然会解剖其机理,打破砂锅问到底,然后从原理层面去解决问题,这是我的优势;又在实践中掌握了晶体管基本电子线路的设计和调试,知道与专业老师结合是正确的道路。因此,1978 年,当院领导应宋振骐老师的要求将我从基础部物理教研室调到采矿系矿压研究室专门从事矿压仪表的研究开发时,我喜出望外,义无反顾,全身心投入到这项工作之中。

初期分工,我负责支柱载荷监测仪的研究开发。依靠理论物理和电子应用技术知识,深入煤矿调研后,认定“双线圈自激式钢弦式传感器”是最佳选择。从此我带领助手和硕士研究生对“钢弦传感技术”展开了持续深入的研究,开发了支柱载荷和顶板动态两大系列,便携式、计算机遥测型和顶板来压计算机监测预报系统三代产品,全部实现了钢弦化,选用晶体管集成电路和单片机及系统微机,使仪表在煤矿应用具有很高的可靠性,极少发生故障,也不容易损坏;仪表的分辨率接近0.01%FS,准确度在1%FS左右,稳定性非常好。许多产品为国际首创,技术上达到国际先进水平。

怎样做到这一点的呢?靠的是解决了“钢弦传感技术”的一系列难题,也因此建立了“邓氏振弦传感技术”的基础,退休之后为多个公司开发新产品,又逐步完善了“邓氏振弦传感技术”。

研制钢弦式测量仪器必须解决六个方面问题:主要是传感器的结构设计、钢弦激发电路设计、快速精确测频电路设计、寻找好的钢弦式传感器数学模型、设计单片计算机为核心的测量仪器、开发测量仪器的相关软件。这在20 世纪80 年代之前几乎不可能做到,进入80 年代以后,晶体管、集成电路、单片机和微机的上市为解决这一难题铺平了道路,给我们提供了成功的可能性,我们也大胆地抓住了这个机遇。

邓氏振弦传感技术的五大核心内容主要包括振弦式传感器通用精确数学模型【p=A(f2-f02)+B(f-f0)】、带通滤波高增益四线制双线圈钢弦激发电路(发明专利)、中心有大厚台的工作膜(发明专利)、液压转换式大量程高准确度测力称重传感器(发明专利)、多倍周期同步法快速准确测频电路。其他的则是辅助的或是它的应用成果。为取得这些成果,我持续用了30 多年时间,在大量程高准确度测力称重和低频动态测力称重两个方面取得了突破。例如,锚索测力传感器(发明专利)额定载荷做到4000kN,准确度0.1%FS;动态汽车称重传感器额定载荷20t,综合误差0.04%FS,采样频率达到400Hz。目前,正与两家公司合作进行产业化。

实践中我深刻体会到:在科技领域里搞点创新并不难,但要在某一领域前沿,取得开创性系统成果,没有几十年功夫是难以做到的,要得到国家、社会、企业认可、实现产业化,就更不容易了。(讲述:邓铁六 整理:卫雪)