重点专项2019年度申报指南发布 高端仪器仪表等项目在列

为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》《国家创新驱动发展战略纲要》和《中国制造2025》等规划，国家重点研发计划启动实施“制造基础技术与关键部件”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，编制2019年度项目指南。其中，先进传感器和高端仪器仪表项目在列。

　　本重点专项按照“围绕产业链，部署创新链”，从基础前沿技术、共性关键技术、应用示范三个层面，围绕关键基础件、基础制造工艺、先进传感器、高端仪器仪表和基础技术保障五个方向部署实施。专项实施周期为5年(2018—2022年)。

　　通过本专项的实施，进一步夯实制造技术基础，掌握关键基础件、基础制造工艺、先进传感器和高端仪器仪表的核心技术，提高基础制造技术和关键部件行业的自主创新能力；大幅度提高交通、航空航天、数控机床、大型工程机械、农业机械、重型矿山设备、新能源装备等重点领域和重大成套装备自主配套能力，强有力地支撑制造业转型升级。

　　高性能微纳温度传感器关键技术

　　研究内容：研究耐高温柔性曲面衬底上薄膜材料热电特性、快速响应敏感单元设计技术，曲面衬底上高温温度传感器的高可靠性设计及制造关键技术；研究光学温度传感器回音壁谐振腔、模式调控、频率锁定等关键技术；研制曲面高温温度传感器和高分辨率温度传感器原型器件，并在航空航天重大技术装备中试验验证。

　　考核指标：曲面衬底高温温度传感器测量范围-60°C～1800°C，误差≤±1.5%FS，响应时间≤10ms；高分辨率温度传感器测量范围20°C～40°C，分辨力≤1μK/。

　　硅基MEMS气体传感器关键技术

　　研究内容：研究硅基MEMS气体传感器芯片集成化设计技术；研究硅基MEMS红外光源、光学微腔、光学天线、红外探测器、温度传感器等核心部件与集成制造技术；研究标校算法、边缘计算、ASIC芯片闭环控制、环境效应等非色散红外(NDIR)气体检测系统集成关键技术；实现传感器在流程工业中应用。

　　考核指标：气体传感器量程二氧化碳(0～5000ppm)、二氧化硫(0～100ppm)、氮氧化物(0～50ppm)、甲醛(0～100ppm)、丙酮(0～100ppm)，测量误差≤±2%。系统芯片尺寸≤20mm×10mm×5mm ，长期稳定性≤1%FS/年，制定传感器规范或标准≥2项。

　　高性能磁传感器关键技术

　　研究内容：研究并优化高性能磁传感器芯片制造工艺技术；研究高性能磁传感器的高灵敏结构设计和高可靠封装技术；研究磁编码器与转速测量涉及的ASIC芯片、软件算法、测控接口等；形成制程规范，在数控机床、工业机器人、伺服电机等装备应用。

　　考核指标：磁传感器灵敏度100mV/V/Oe，本底噪声≤10pT/@1Hz，体积≤30mm×30mm×5mm，成品率≥85%；伺服电机磁绝对位置编码器精度优于0.02°，成套制程规范≥2项。

　　仪表专用微控制器芯片设计及应用关键技术

　　研究内容：研究数据采集、处理、存储、通信等高度集成的工业自动化仪表芯片设计技术；研究针对高度集成仪表芯片的软件可重用开发方法，开发典型功能库；研究仪表高密度集成设计等关键技术；基于上述芯片，开发核心零部件自主可控的温度、压力、流量、电动执行器等小型化仪表，并开展应用验证。

　　考核指标：微控制器芯片模/数转换精度不低于16位，内嵌32位微处理器，内嵌HART、FF、Profibus 等通信控制器；完成不少于100台小型化仪表应用验证。

　　多参数危险气体在线分析关键技术

　　研究内容：研究在线分析仪器紧凑型核心部件高密度集成技术；研究含固、液杂质的工业气体在线测量预处理技术及装置；研究一氧化碳、二氧化碳、氧气、甲烷、硫化氢、氨气等多组分气体浓度、多参量集成测量技术；研制高安全多参数小型化危险气体在线分析仪器；在典型工业过程领域开展应用示范。

　　考核指标：工业主要危险气体测量线性精度优于±1%FS；温度在线测量范围30℃～1500℃，压力在线测量范围覆盖0～0.3MPa；在冶金、石化、化工等两类以上工业领域的爆炸性气体环境危险区域开展应用示范。

　　工业现场通信质量分析关键技术

　　研究内容：研究典型工业通信协议的报文快速分析、在线通信质量评估与分析诊断技术；研究强干扰工业环境下工业通信物理层信号的多参数测量、环境干扰在线评估与分析诊断技术；研制工业现场通信质量分析仪器，在制造领域开展试验验证。

　　考核指标：工业通信协议分析种类≥6种、工业以太网通信分析种类≥6种，通信质量分析报文覆盖率≥90%；仪器具备通信物理信号的电压差、抖动、上升时间、下降时间、比特时间、传输速率、传输延迟、同步精度等指标在线监测功能，具备数据链路层时间同步与MAC 层、传输层、网络层和应用层分析功能，具备在线设备列表拓扑监视、错误报文率和循环通信调度分析等功能。

　　功能安全与信息安全融合的仪表共性关键技术

　　研究内容：研究仪表功能安全和信息安全融合理论与方法；突破仪表冗余设计、失效诊断、故障控制、安全通信、访问控制、事件及时响应等关键技术；研制具有功能信息安全融合能力的变送器/执行器等仪表；在石油、化工、火电等典型行业开展应用验证。

　　考核指标：仪表实现安全完整性等级SIL2，信息安全等级SL2，整体诊断覆盖率≥90%。

　　高性能光栅位移传感器开发及应用示范

　　研究内容：研究玻璃、石英、金属及陶瓷基底光栅的超长大幅面、可复制、高精度制造技术；开发超精密、大幅面、多自由度、宽温域的高性能系列光栅位移传感器；研究超高细分技术、信号处理与融合技术以及系统集成技术。完成光栅传感器的技术研发，并在精密制造和高端测量装备中应用。

　　考核指标：线位移纳米光栅分辨率0.1nm，精度200nm，光栅长度≥50mm；角位移光栅分辨率0.01"，精度0.2"，光栅幅面最大外径500mm；二维光栅分辨率1nm，精度1μm，光栅幅面500mm×500mm；宽温域位移传感器温度范围-60°C～1000°C，测量精度0.2mm，光栅长度20mm；产品成品率≥90%。

　　工业仪表制造过程智能标定系统开发及应用示范

　　研究内容：研究压力和流量等仪表标定环境智能控制技术及装置；研究多批量、多品种仪表自适应装夹，仪表标定系统参数自配置，仪表参数自修正等关键技术；研制核心零部件自主可控的压力和流量等仪表制造过程批量化智能标定系统。

　　考核指标：压力仪表批量标定最大允许误差0.015%，温度补偿范围覆盖-40℃～80℃，单次温度补偿台数≥50；流量仪表标定系统最大允许误差0.2%，单次标定台数≥10；在2家以上仪表制造企业开展应用示范。

　　芯片封装缺陷在线视觉检测仪开发及应用示范

　　研究内容：研究自适应多模式照明、光学自动对焦、高速图像采集与处理、精准定位与同步控制、图像配准与三维重构、复杂缺陷识别分类等关键技术，研制高灵敏度半导体芯片封装缺陷在线视觉检测仪，开展应用示范。

　　考核指标：仪器检测灵敏度优于0.5μm，最大检测运动速度100mm/s，缺陷检测准确率≥99%；在2家以上芯片生产企业开展不少于5套样机的应用示范。

　　(资料来源：科技部)