测控设备领域上我国始终（zhōng）落后与国外发达国家，先（xiān）进（jìn）设备都需要从国外购买，去年（nián）疫情贸易进出口的封锁（suǒ），让（ràng）国内买不（bú）到国（guó）外先进设备而无法进行产品（pǐn）制造，也（yě）大多（duō）人明白将（jiāng）中国制（zhì）造转变（biàn）为中（zhōng）国“智”造迫在（zài）眉（méi）睫。而测控系统作为打造国之重器的重要技（jì）术装备，其国产化进（jìn）程更是（shì）刻不容缓。

    测（cè）控设备国产化，不（bú）仅可将用（yòng）户需求体现在产品（pǐn）上，更（gèng）多地提高可用性，还（hái）能全面提高（gāo）国产测（cè）控设备的核心竞争力（lì），实现弯道超车。

虽前景光明，但测控设备的国（guó）产化（huà）绝非易事，其包括系统级（jí）的国产（chǎn）化、OS级（jí）的国（guó）产（chǎn）化和芯片级的国（guó）产化“三步（bù）走战略”，涉及软件、硬（yìng）件、算法等众（zhòng）多（duō）层（céng）面（miàn），如何在保证系统功能和可靠（kào）性（xìng）的（de）同时，快速实（shí）现国（guó）产化、自主（zhǔ）可控的测控系统，打造一张（zhāng）张闪亮的中国“智”造名（míng）片，成（chéng）为各国内企业（yè）亟待解决（jué）的难题。

    纵观半导体的制（zhì）造流程，晶圆针（zhēn）测（cè）是非常重要的一环。检测晶圆的响应参数进行特性分类，需通过（guò）电压输（shū）出激励（lì）待测晶圆，再由高速的模（mó）拟量监测给电过程中的响应（yīng）特（tè）性，同时（shí）需要大量DiDo的开关量控制探针（zhēn）台位（wèi）置。

    针对上（shàng）述需求，为（wéi）该（gāi）晶圆针测环节提供了（le）一款具有16位高分辨率和（hé）高达（dá）1M的采集速度，并可同时输出（chū）两路波形的高速（sù）采（cǎi）集与控制卡（PCIE-1816H），另（lìng）外（wài）依据不（bú）同的数字控制点选（xuǎn）配了（le）多款控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于（yú）三大维度（dù），成功助力晶圆检测设（shè）备实现国产化（huà）。

在智能制造的大趋势下，数控机（jī）床正向（xiàng）着高精度、高速（sù）度、高生产效率的方向发（fā）展，这（zhè）对机床的动（dòng）态特性提出了更高（gāo）的要求（qiú）。此外，通过（guò）模态测试与分析建立机（jī）床的结构动力学（xué）模（mó）型（xíng），也（yě）成为优化机床设计与性能、及早发现潜在问题的有效途径。

    对于机（jī）床（chuáng）的模（mó）态分析而言，更是一项“精细活（huó）”。其（qí）主要是使用力锤、激振器或者激振台产生脉冲冲击，利用加速（sù）度传感器在多点进行同步响应（yīng）信号的采集（jí），再（zài）用数（shù）学分（fèn）析方法计算机械结构的固（gù）有振动特性，每（měi）一个模态都有（yǒu）特定的固有频率、阻尼比（bǐ）和模态振型。这套系统此前一直由（yóu）国外公司提供，不仅（jǐn）面临着市场供货（huò）不足的问题，其高昂（áng）的价格也让人（rén）望而（ér）却步。

除（chú）此之（zhī）外，国外模态试验系统也面临着技术瓶颈。为保证实验（yàn）数（shù）据精度和振型辨识要求（qiú），需要在数控机床的主（zhǔ）轴、立（lì）柱和工作台布置几十个测点，每个测点（diǎn）采（cǎi）用XYZ三向加速度传感器（qì），采集（jí）通道高达100路以（yǐ）上。国外系统的模态测试系统（tǒng）一（yī）般仅有32通道（dào），只能采（cǎi）取分区测试的方法（fǎ），不仅非常耗时，而且由于各区域的测试不是（shì）在同一激励下进行的，后（hòu）续分析计算也极为复（fù）杂。

针（zhēn）对数控（kòng）机（jī）床模（mó）态试验，为客户量身打造了一套104通道同（tóng）步振动模态测试系统（tǒng）。该系统（tǒng）采（cǎi）用13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支（zhī）持8路信号，共104路，使用内部同步总（zǒng）线可实现（xiàn）纳秒级同（tóng）步时间，误差小于100ns。

    此（cǐ）外通过增加主机系统，可以实现（xiàn）200通（tōng）道以（yǐ）上（shàng）的同步（bù）采（cǎi）集。应（yīng）变片信号采集通过2片PCIE-1813 实现，系统选用IPC-623BP机箱配合（hé）PCE-7B17底（dǐ）板支持15片（piàn）PCIE板卡。软（ruǎn）件兼备（bèi）加速规（guī）传（chuán）感器的灵敏度、供电方式、耦合方式（shì）、采样频（pín）率（lǜ）等设置，同时具有（yǒu）数据采集（jí）、曲（qǔ）线显示（shì）和数据保存（cún）的功（gōng）能，实为打造系统（tǒng）级国（guó）产化的（de）理想路（lù）径。有效解（jiě）决了国（guó）外模态测（cè）试系统（tǒng）价格高、备（bèi）件不足（zú）的弊端，保证（zhèng）了（le）系统的精度和稳定性，在（zài）与客（kè）户的密（mì）切合作与快速服务中，高效完成国产（chǎn）化替代的进程（chéng）

    测控（kòng）设备国产化“三部曲”，第一曲（qǔ）“系（xì）统级国产化”已完（wán）美谢幕。放眼（yǎn）未来，国产化之（zhī）路任重（chóng）道远，仍有诸多挑战等待突破，等待（dài）我们探索其背后（hòu）的机遇。下一期（qī）“OS级国产化（huà）”，我们将带你揭开中国操作系（xì）统国产化的（de）序幕，敬请关注！