测控设备领域上我国始终（zhōng）落后与国外发达国家，先进（jìn）设备都（dōu）需（xū）要从（cóng）国（guó）外购买，去年疫情贸（mào）易进（jìn）出（chū）口（kǒu）的封（fēng）锁，让国内买不到国（guó）外（wài）先（xiān）进设备而无法（fǎ）进行产品制造，也大多人明白将中国制造转变为中国“智”造迫在眉睫。而测控系统作（zuò）为（wéi）打造国之（zhī）重器的重要技术装备（bèi），其国（guó）产化进程（chéng）更是刻（kè）不容缓。

    测控设（shè）备国产化，不仅可将（jiāng）用（yòng）户需（xū）求（qiú）体现在产品上，更（gèng）多地提高（gāo）可用性（xìng），还能全面提高国（guó）产测控（kòng）设备（bèi）的核心竞争力，实现弯道超车。

虽前景光明（míng），但测控设备的（de）国（guó）产化绝非易事，其包括系统（tǒng）级的国产化、OS级的国产化和（hé）芯片级的国产（chǎn）化（huà）“三步走战（zhàn）略”，涉及软（ruǎn）件（jiàn）、硬件、算（suàn）法（fǎ）等众多层面，如何（hé）在保证系统功（gōng）能和（hé）可靠性的同时，快速实现国产化、自（zì）主可控的测控系统，打造一张（zhāng）张闪亮的中国“智”造名片，成为各国内企业亟待解决的（de）难（nán）题（tí）。

    纵观半导体的（de）制造（zào）流程，晶圆（yuán）针测是非常重要的一环。检测晶圆（yuán）的响应（yīng）参数进行特（tè）性分类，需通过电压（yā）输出激励待测晶（jīng）圆，再由高（gāo）速（sù）的模拟量（liàng）监测给电（diàn）过程中的响应特（tè）性，同时需要大量DiDo的开关量控制（zhì）探针（zhēn）台位（wèi）置。

    针对上述需求，为该晶圆针测环节提供了（le）一款具有（yǒu）16位高分辨（biàn）率和（hé）高达1M的采集（jí）速（sù）度，并可同时输出两路波形（xíng）的（de）高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外（wài）依（yī）据不同的数（shù）字控制点选（xuǎn）配了（le）多款控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基（jī）于三大（dà）维度，成功助力（lì）晶圆（yuán）检测设（shè）备实（shí）现国产化（huà）。

在智（zhì）能制（zhì）造的大趋势下，数控机床（chuáng）正向着高精度、高速度（dù）、高生（shēng）产效率的方向（xiàng）发展，这对机床（chuáng）的动态特性提出了更高的（de）要求。此外，通过模态测试与分析建立机床的结构（gòu）动（dòng）力学模型，也成（chéng）为优（yōu）化机床设计与性能、及早发现潜在问（wèn）题的有效途（tú）径。

    对于机（jī）床的模态分析而（ér）言，更是一（yī）项（xiàng）“精细活”。其主要是使用（yòng）力锤、激振器或者（zhě）激振（zhèn）台产生脉冲（chōng）冲击，利用加速度传感器在多点进行（háng）同（tóng）步响应信号（hào）的采集，再用数（shù）学分析方法计算机（jī）械（xiè）结构的（de）固有（yǒu）振动特性，每一个模（mó）态都有特定的（de）固有（yǒu）频（pín）率、阻尼（ní）比和模态振型（xíng）。这套（tào）系统此前一直由国外（wài）公司提供，不仅面临着市场（chǎng）供货不足的问题，其高昂（áng）的价格也让人望而却步。

除此之外，国外（wài）模态试验系统也面临着技术瓶颈。为（wéi）保证实（shí）验数据精度和振型辨识要求（qiú），需要（yào）在（zài）数控（kòng）机床的主轴、立柱（zhù）和工作（zuò）台布置几十个（gè）测点（diǎn），每个（gè）测点采用XYZ三向加速度（dù）传感器，采集（jí）通道高达100路以（yǐ）上。国外（wài）系（xì）统的（de）模态测（cè）试系统一（yī）般仅有32通道，只能采取分区测试的方法，不仅非常耗时，而且（qiě）由于各区域的测试（shì）不是（shì）在同一激励下进行的，后续分析计（jì）算也极为复（fù）杂。

针（zhēn）对数控机床模（mó）态试验，为（wéi）客户量身（shēn）打造（zào）了（le）一套104通（tōng）道同（tóng）步振动模态测试（shì）系统。该（gāi）系统采用13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信（xìn）号，共（gòng）104路，使用内部（bù）同步总线可实现纳秒级同步时（shí）间，误差小于100ns。

    此外通过增加（jiā）主（zhǔ）机系（xì）统，可以（yǐ）实现200通道以上的同步采（cǎi）集（jí）。应变片信（xìn）号采集通过2片（piàn）PCIE-1813 实现，系统选用IPC-623BP机（jī）箱（xiāng）配合PCE-7B17底板支持15片（piàn）PCIE板卡。软件兼备加速规传感器（qì）的灵敏（mǐn）度（dù）、供电方式、耦合方（fāng）式、采样频率（lǜ）等设置（zhì），同时具有数据采集、曲线（xiàn）显示和数据保存的功能，实为打（dǎ）造系统级（jí）国（guó）产化的理想路（lù）径。有效解决了国外模态测试（shì）系统价格高、备件不（bú）足（zú）的弊（bì）端，保证了系统的精度和（hé）稳（wěn）定性，在与（yǔ）客户的密切合作与快（kuài）速服务中，高效完成（chéng）国产化（huà）替代的进程（chéng）

    测控设备（bèi）国产化（huà）“三（sān）部曲（qǔ）”，第一曲“系统级国（guó）产化”已完美谢幕。放眼未来，国（guó）产化之路（lù）任重道（dào）远，仍（réng）有诸多挑（tiāo）战等待（dài）突（tū）破，等待（dài）我们探索其背后的机遇（yù）。下一期（qī）“OS级国产化”，我们将带你揭（jiē）开中（zhōng）国操作（zuò）系统国产化的序幕，敬请关（guān）注！