测控设备领域上我（wǒ）国始终落后（hòu）与国外发达国家（jiā），先进设备都需要（yào）从国（guó）外购买，去（qù）年疫（yì）情贸易（yì）进（jìn）出口的封（fēng）锁，让国内买不到国外先进（jìn）设备而（ér）无法进行产品（pǐn）制造，也（yě）大多人明白将（jiāng）中（zhōng）国（guó）制（zhì）造转变为（wéi）中国（guó）“智”造迫在眉（méi）睫。而测控系统作为打（dǎ）造国之重（chóng）器的重要技（jì）术装备（bèi），其国产化进（jìn）程更是刻不容缓。

    测控设备国产化，不仅可（kě）将用户需（xū）求体现在产品（pǐn）上，更多地提高可用（yòng）性，还能全面提高国产测控设备的核心竞争力，实现弯（wān）道超车。

虽前景光明，但测控设备的国产化绝非易事，其包括（kuò）系统级的国产化、OS级（jí）的国产化（huà）和（hé）芯片级的国产化“三（sān）步走战略（luè）”，涉及软（ruǎn）件、硬件、算法等众多层面，如何在保（bǎo）证系统功能和可靠（kào）性的同（tóng）时（shí），快速（sù）实现国产化、自主可（kě）控的测控系统，打造一（yī）张（zhāng）张（zhāng）闪亮的中国“智”造名片，成为各国内企（qǐ）业亟（jí）待解决的难题。

    纵观半导体的制（zhì）造流（liú）程（chéng），晶圆针测是（shì）非常重要的一环（huán）。检测晶圆的响应参数进行特（tè）性分类，需通过电压输出激励待（dài）测晶圆，再由（yóu）高速（sù）的（de）模拟量监测给电过程中的响应特性，同（tóng）时需（xū）要大量DiDo的开关量（liàng）控制探针台位（wèi）置。

    针对上述需求，为该（gāi）晶圆（yuán）针测环节提供了一款具有16位高分辨（biàn）率和（hé）高达1M的采集速度，并可（kě）同时输出两路（lù）波形的高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据不同的数字控制点选配了多（duō）款控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三大维度，成功助力晶圆检测设备实现国产化。

在智（zhì）能制（zhì）造的大趋势下，数控机床正向（xiàng）着高精度、高速度、高生（shēng）产效率（lǜ）的（de）方向发展，这对机床（chuáng）的（de）动态（tài）特性提（tí）出了更（gèng）高的要求。此外，通过（guò）模态测试（shì）与分（fèn）析（xī）建立机床的（de）结构动力学模型，也成为优化机床设（shè）计与性能、及早发现潜（qián）在（zài）问题（tí）的有效途径。

    对于机床的模态分析（xī）而言，更是一项“精细（xì）活”。其主要是（shì）使用力锤、激振器（qì）或（huò）者激振台产生脉冲冲击，利用加速度传感器在多点进行同步响应信号的（de）采集，再用数学分（fèn）析方法计（jì）算机械结构的固有振动特性，每一（yī）个模（mó）态都（dōu）有特（tè）定的固有频（pín）率、阻尼比和模态振型（xíng）。这套（tào）系统此前（qián）一直由国（guó）外公司提（tí）供（gòng），不仅面临着市场供货不足的问题（tí），其高昂的价格也让人望而却步（bù）。

除此之外，国外模态试验（yàn）系统也面临着技术瓶颈。为（wéi）保证实验数据精度（dù）和振型（xíng）辨识要求，需要在数（shù）控机床的主轴、立柱和工作台布置（zhì）几十个测点，每个测点采（cǎi）用XYZ三向加速（sù）度传感器（qì），采集通（tōng）道高达100路以上。国外系统的模态测试系（xì）统一般仅有32通道（dào），只能采取分区测（cè）试的方法，不仅非常耗时，而且由于各区域的测试不是在同（tóng）一（yī）激励下进（jìn）行（háng）的，后续分析计算也极为（wéi）复杂（zá）。

针对数控机床（chuáng）模（mó）态试验，为客户量身打造了（le）一（yī）套104通道同步振动（dòng）模态测（cè）试系统。该系统采（cǎi）用13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支持（chí）8路信号，共104路，使用内部（bù）同步总线可实现纳秒级同（tóng）步时间，误差小于100ns。

    此外通过增加主机系（xì）统，可以实现200通道以上（shàng）的（de）同步（bù）采集。应变片信号采集（jí）通（tōng）过2片（piàn）PCIE-1813 实（shí）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（guī）传感（gǎn）器的灵敏度、供电（diàn）方式（shì）、耦（ǒu）合方式、采样频率等设置（zhì），同时具有数据采集、曲线（xiàn）显（xiǎn）示（shì）和（hé）数据（jù）保存（cún）的功（gōng）能，实为打造系统（tǒng）级国产化的理想路径。有效（xiào）解决了国外模态测试系统价格高、备件不足（zú）的弊端，保证了系统的精度（dù）和稳定性，在与客（kè）户的密切合作与快速（sù）服（fú）务（wù）中（zhōng），高（gāo）效（xiào）完成国产（chǎn）化替代的进程（chéng）

    测控设备（bèi）国产化“三部（bù）曲（qǔ）”，第一曲“系统级国产（chǎn）化”已完（wán）美谢幕。放眼未来，国产化之路任重道（dào）远，仍有诸多挑战等待突破，等待我们探（tàn）索（suǒ）其背后的（de）机遇。下一（yī）期“OS级国产（chǎn）化”，我们（men）将（jiāng）带你揭开中国操（cāo）作系统国（guó）产化（huà）的序幕，敬请关注！