测控设（shè）备领域上我国（guó）始终（zhōng）落（luò）后与国外发达国（guó）家，先进设备都（dōu）需要从（cóng）国外购买（mǎi），去年疫情贸易（yì）进出（chū）口的（de）封锁，让国内买不到（dào）国外先进（jìn）设（shè）备而无法进行产（chǎn）品制造（zào），也（yě）大多人明白将中国制造转变为中国“智”造迫在眉睫。而测（cè）控（kòng）系统作为打造国之重器的重要（yào）技术装备，其国产化（huà）进程更是刻不容缓。

    测控设备国产化（huà），不仅（jǐn）可将用（yòng）户需求体现（xiàn）在产品上（shàng），更多地提高（gāo）可用性，还能（néng）全（quán）面提高国产测控（kòng）设备的（de）核心竞（jìng）争力，实（shí）现弯道超车。

虽前（qián）景光明，但测控设备的国产（chǎn）化（huà）绝（jué）非易事，其包括系统（tǒng）级（jí）的国（guó）产化、OS级的国产（chǎn）化和（hé）芯片级的国产化（huà）“三步（bù）走战略”，涉及软件、硬件、算法等众多层面（miàn），如何在保证系统（tǒng）功能和可（kě）靠性的同时，快速实现国（guó）产化、自（zì）主可（kě）控的（de）测控系统，打造一张（zhāng）张闪亮的中国“智”造名片（piàn），成为各国内企业亟待（dài）解（jiě）决的难题。

    纵观（guān）半导（dǎo）体的（de）制造流（liú）程，晶圆（yuán）针测是非常重（chóng）要（yào）的一环（huán）。检测晶圆的响应参数进行特性分（fèn）类（lèi），需通过电（diàn）压输出激励（lì）待测晶圆，再由高（gāo）速（sù）的（de）模拟量监测给（gěi）电过（guò）程中（zhōng）的响应特性，同（tóng）时需要大量DiDo的（de）开关量控制探针台位置。

    针对上述（shù）需求（qiú），为该晶圆针测环节提供了一款具有16位高分辨率和（hé）高达1M的采集速度（dù），并可同时输出两路波（bō）形的高速采集与控（kòng）制卡（PCIE-1816H），另外（wài）依据不同的数（shù）字控制点（diǎn）选配了多款控制（zhì）卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基（jī）于三大（dà）维度（dù），成功助力晶圆检测设（shè）备（bèi）实现国（guó）产化。

在智能制（zhì）造的大趋势下（xià），数控机床正向着高精度、高速度、高生产效率的方向发展，这对机床的动态特性提出了更（gèng）高的要（yào）求（qiú）。此外，通过模态（tài）测试与分析建（jiàn）立机床的结构动力（lì）学模型，也成为优化（huà）机床设（shè）计（jì）与性能、及早发现潜在问题（tí）的有效途径。

    对于机床的模态分（fèn）析而言，更是（shì）一项（xiàng）“精细活”。其（qí）主要是使用（yòng）力锤（chuí）、激振（zhèn）器或者激振台产生脉冲冲击，利用加（jiā）速度传（chuán）感器在多点（diǎn）进行同步响应信号的（de）采集（jí），再（zài）用数（shù）学分析方（fāng）法计（jì）算机械结构的固有振动特性，每一（yī）个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态（tài）振型。这套系统此前一直由国外公司提供，不（bú）仅（jǐn）面（miàn）临着（zhe）市（shì）场供货（huò）不足的（de）问题，其高（gāo）昂（áng）的价格也让人望而却步。

除此（cǐ）之外，国外模态试（shì）验系统也面临着（zhe）技术（shù）瓶颈。为（wéi）保证实验数（shù）据精度和振型辨（biàn）识要（yào）求，需要（yào）在（zài）数控机床的主轴、立柱和工作（zuò）台布置几十个测点，每个测点采用XYZ三向加速度（dù）传感器，采集通道高达100路以上。国外系统的模态测试系统一般仅有32通道，只能（néng）采取分区测试（shì）的方（fāng）法（fǎ），不仅（jǐn）非常耗（hào）时，而且由于各（gè）区域的测试不是（shì）在（zài）同（tóng）一激励下进行的，后续（xù）分析计算也极为复杂。

针对数控机床模态试验，为客户量身打造了一套104通道（dào）同（tóng）步振（zhèn）动（dòng）模态测试系（xì）统。该系统（tǒng）采用13张PCIE-1803，每片（piàn）PCIE-1803支持8路信号，共104路，使用内部同步（bù）总（zǒng）线可实现纳秒级同步时间，误差小于100ns。

    此（cǐ）外通过增加主机系统，可以（yǐ）实现200通道（dào）以上的同步采集。应（yīng）变片信号采集通（tōng）过2片PCIE-1813 实现，系统选用IPC-623BP机箱配合PCE-7B17底板支持15片PCIE板卡。软件兼备加速规传感器的灵敏度、供（gòng）电（diàn）方式、耦合方式、采（cǎi）样频率等设置，同时具有数据采集、曲线显示和数据保存的（de）功能，实（shí）为打造（zào）系统级国产化的理想路径。有效解决了国外模态测（cè）试系统价格高、备（bèi）件不（bú）足的（de）弊端，保证（zhèng）了系统的精度和（hé）稳定性，在（zài）与客户的密切合作与快速服务中，高效完成（chéng）国产化替代的进程

    测控设备国产化“三（sān）部（bù）曲”，第一曲“系统（tǒng）级（jí）国产化”已完（wán）美谢幕。放眼未来，国产（chǎn）化之（zhī）路任重道远，仍有（yǒu）诸多挑战（zhàn）等（děng）待（dài）突破，等待（dài）我们探索其背后（hòu）的（de）机遇。下一期（qī）“OS级国产化”，我们将带你揭开（kāi）中国操作（zuò）系统国（guó）产（chǎn）化的序幕（mù），敬请关注！