测控设备领域上我国始（shǐ）终落后与国外发（fā）达国家，先进设备都需要从国外购买，去年疫情贸易进出（chū）口的封（fēng）锁，让国内买不到国外先进设备（bèi）而无法进行（háng）产品制造，也大多人明白将中国制造转变（biàn）为中国“智”造（zào）迫在眉（méi）睫。而（ér）测控（kòng）系统作为打造国之重器的重要技术装备，其国产化进程更是（shì）刻不容缓。

    测控（kòng）设（shè）备国（guó）产化，不仅（jǐn）可将用户需求（qiú）体现在产（chǎn）品上，更多地提高可用性，还能（néng）全面提高（gāo）国产测控设备的核心竞争力，实现弯（wān）道（dào）超车。

虽（suī）前景光明，但测控设备的国（guó）产化（huà）绝非易事，其包括系统级的国产化、OS级的国产化和芯片级的国产化“三（sān）步（bù）走战略”，涉及（jí）软件（jiàn）、硬（yìng）件（jiàn）、算法（fǎ）等众多层面，如何在保证（zhèng）系统功能和可靠性的同时，快速实（shí）现国产化（huà）、自主可控（kòng）的（de）测控系统，打造一张（zhāng）张闪亮的中国“智（zhì）”造名（míng）片，成为各国内企业亟待（dài）解决的难题。

    纵观（guān）半导体的制造流程（chéng），晶圆针测是非常重要的（de）一（yī）环。检测晶圆的响应参数进（jìn）行特性分（fèn）类（lèi），需通过电压（yā）输出激励待测晶（jīng）圆，再由高（gāo）速的模拟量监（jiān）测给电过程（chéng）中的响应特性，同时需要大（dà）量DiDo的开关量控制（zhì）探针台位（wèi）置。

    针对上（shàng）述需求，为该晶圆针测环（huán）节提供了一款具有（yǒu）16位高（gāo）分（fèn）辨率和（hé）高达1M的采集速度，并可同时（shí）输出两路波形的高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据不同的数字（zì）控制点（diǎn）选配（pèi）了多款控（kòng）制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三（sān）大（dà）维度（dù），成功（gōng）助力晶圆（yuán）检（jiǎn）测设备（bèi）实现国产化。

在智能（néng）制造的大趋势下（xià），数控机床正向（xiàng）着（zhe）高精度、高速度、高生产效率的（de）方向发展，这对（duì）机床的（de）动态特（tè）性（xìng）提出了更高的要（yào）求。此（cǐ）外，通过模态测试（shì）与分析建立（lì）机（jī）床（chuáng）的（de）结构（gòu）动力学模（mó）型，也成为（wéi）优化机床设计与性（xìng）能、及（jí）早发现潜在问题的有（yǒu）效途径。

    对于机床的模态分析而言，更是一（yī）项（xiàng）“精细活”。其主（zhǔ）要是使用力锤、激振器或（huò）者（zhě）激振台产生（shēng）脉冲冲（chōng）击，利用（yòng）加速度（dù）传感器（qì）在多点进行同（tóng）步响应信号的（de）采集，再用数学（xué）分（fèn）析方法计算机械结构（gòu）的固有振（zhèn）动（dòng）特性，每一个（gè）模态（tài）都有特（tè）定（dìng）的固有（yǒu）频率、阻尼比和（hé）模态振型。这套系统此前（qián）一直由国外公司提供，不仅面（miàn）临着市（shì）场供货不足的问题，其（qí）高昂的价格也（yě）让人望而却步。

除此（cǐ）之外，国外模态（tài）试验（yàn）系（xì）统也面（miàn）临着技（jì）术瓶颈。为保证实验数（shù）据精（jīng）度和振型辨（biàn）识要求，需要在数控机床的（de）主轴、立柱和工作台布置（zhì）几十（shí）个（gè）测点，每个测点（diǎn）采（cǎi）用XYZ三向加速度传感器，采集通（tōng）道高达100路以（yǐ）上。国外系统的模态测试系统一（yī）般仅有32通道，只能采取分区（qū）测试的方法，不仅非常耗时，而（ér）且由于各区域的（de）测试不是在同一激励下进（jìn）行的，后续分析计（jì）算也极为复杂。

针对数控机床模态试验（yàn），为客户量身（shēn）打造了一（yī）套104通道（dào）同步振（zhèn）动模态测试系（xì）统。该系统（tǒng）采（cǎi）用13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支（zhī）持8路信（xìn）号，共104路，使用（yòng）内部同步总线可实现纳秒级同步时间，误差小于100ns。

    此外通过增加主机系统（tǒng），可以实现200通道以上（shàng）的（de）同步采集。应变片信号采（cǎi）集通过2片PCIE-1813 实现，系统（tǒng）选用（yòng）IPC-623BP机箱（xiāng）配合PCE-7B17底板支（zhī）持15片PCIE板（bǎn）卡。软件（jiàn）兼备（bèi）加速规传感器的灵敏度、供电方式（shì）、耦合方式（shì）、采（cǎi）样频率等设置（zhì），同（tóng）时具（jù）有数据采（cǎi）集、曲线显示和（hé）数据保存（cún）的功能，实为打造系统级国（guó）产化的（de）理想路径。有效（xiào）解决（jué）了国外模态测试系统价格高、备件不足的弊（bì）端，保证（zhèng）了系统的精度和（hé）稳定性（xìng），在（zài）与客（kè）户（hù）的（de）密切（qiē）合作与快速（sù）服（fú）务中（zhōng），高效完成国产化（huà）替代的进程

    测控设备国产（chǎn）化“三部曲”，第一曲“系统级国产化”已完美谢幕。放（fàng）眼（yǎn）未来，国产化之路任重道（dào）远，仍有（yǒu）诸多挑战（zhàn）等待突破，等待我们探索其背后（hòu）的机（jī）遇。下（xià）一期（qī）“OS级（jí）国产化（huà）”，我们将（jiāng）带你揭开中国操作系（xì）统国（guó）产化（huà）的序幕，敬请关注！