测控设备领域上我（wǒ）国始终落后与（yǔ）国外发（fā）达国家，先进设备（bèi）都需（xū）要（yào）从国外购买，去年疫情（qíng）贸（mào）易（yì）进出口的封锁，让（ràng）国内买不（bú）到国外（wài）先进设备而无法（fǎ）进行产品制造，也大多人明白（bái）将中国（guó）制造转变为中国“智”造迫在眉睫（jié）。而测控系统作（zuò）为打造国之重（chóng）器的（de）重要技术装备，其国产化（huà）进程更是刻不容缓。

    测控（kòng）设备国产化，不仅可（kě）将用户需求体（tǐ）现在产（chǎn）品上，更多地提高可（kě）用性（xìng），还能全面提高（gāo）国产测（cè）控设备的核心（xīn）竞（jìng）争力，实现（xiàn）弯道超车。

虽前景光明，但测控设备的国产化（huà）绝非易事，其（qí）包括系统级的国（guó）产化、OS级的国（guó）产化和芯片级的国产（chǎn）化（huà）“三步走战略”，涉及（jí）软件、硬件、算法等众多层面，如（rú）何在保证（zhèng）系统功能（néng）和可（kě）靠（kào）性的同时，快（kuài）速实现（xiàn）国产化（huà）、自（zì）主可控的（de）测控（kòng）系统，打造一张张闪亮的中国“智”造名片（piàn），成（chéng）为各国内企业亟待（dài）解决的难题。

    纵观半（bàn）导体的制造（zào）流程，晶圆针测是（shì）非常重要的一环。检测（cè）晶圆的响应参数进行特性分类，需通过电压（yā）输出激（jī）励待测晶圆，再由高（gāo）速的模拟量（liàng）监测给电（diàn）过（guò）程（chéng）中（zhōng）的（de）响（xiǎng）应特性，同时需要大量DiDo的开关量控（kòng）制（zhì）探针台位置。

    针对上述需求，为该晶（jīng）圆针测环节（jiē）提供了一款具（jù）有16位高分辨率和（hé）高达1M的采（cǎi）集速度，并可同（tóng）时输出两路波（bō）形的（de）高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据不同的数（shù）字控制（zhì）点（diǎn）选配（pèi）了（le）多（duō）款控（kòng）制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基（jī）于三大维度，成功助力晶圆检（jiǎn）测设备实现国产化。

在智能制造的大趋势下（xià），数控（kòng）机（jī）床正向着高精度、高速度（dù）、高生（shēng）产效（xiào）率的方向发展，这对机床的动（dòng）态特性提出了更高的要求。此外，通（tōng）过模态测试与分析建立机（jī）床的（de）结构动力学（xué）模（mó）型，也成为优化机（jī）床设计与（yǔ）性能、及早发现（xiàn）潜（qián）在（zài）问题的有效途径。

    对于机床的模态分析而言（yán），更是（shì）一项“精（jīng）细活”。其主要是使用力锤、激振器或者激振台产生（shēng）脉冲冲击，利用加速（sù）度传感器在多点进行同（tóng）步（bù）响（xiǎng）应信号的采集，再用数学分（fèn）析方法计（jì）算（suàn）机械（xiè）结构的固有（yǒu）振动特性（xìng），每一个模态都（dōu）有特定的固有频率（lǜ）、阻尼比和模态振型。这套系统此前一直（zhí）由国（guó）外（wài）公司提供，不仅面临着（zhe）市场供货不（bú）足的问题，其高昂的价（jià）格也（yě）让人望而却步。

除（chú）此（cǐ）之外，国外模态试验（yàn）系统（tǒng）也面临着技（jì）术瓶（píng）颈。为保（bǎo）证实（shí）验数据精度和振型（xíng）辨识要求，需（xū）要在数控机床的主轴（zhóu）、立柱和工作台布置几十个测点，每个测（cè）点采用XYZ三向加速度传感器（qì），采集通道高达（dá）100路以上。国外系统的模态（tài）测试（shì）系统一般仅有32通道（dào），只能采取分（fèn）区（qū）测试（shì）的方法，不仅非常耗时（shí），而且由于各区域（yù）的测试不是在（zài）同一激励下进行的，后续（xù）分（fèn）析（xī）计算也（yě）极为（wéi）复杂。

针对（duì）数控机床模（mó）态试验，为客（kè）户量身打造了（le）一套104通道同（tóng）步振动（dòng）模态测试系统。该系统采用13张（zhāng）PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信号，共104路，使用内部同步总线可（kě）实现纳秒级同步时间，误差小于100ns。

    此外通过增加主机（jī）系统，可以（yǐ）实现200通道以（yǐ）上的同步采（cǎi）集（jí）。应变片信号采（cǎi）集通（tōng）过2片PCIE-1813 实（shí）现，系统（tǒng）选（xuǎn）用（yòng）IPC-623BP机箱配合PCE-7B17底板支持15片PCIE板（bǎn）卡（kǎ）。软（ruǎn）件兼（jiān）备（bèi）加速规传感器的灵敏度、供电方式（shì）、耦合方（fāng）式、采（cǎi）样频率等设置（zhì），同时具有数据（jù）采（cǎi）集、曲（qǔ）线显示和数据保存的功能，实为（wéi）打造系（xì）统级国产化的理想路（lù）径（jìng）。有（yǒu）效解（jiě）决了（le）国（guó）外模态测（cè）试系统价格高、备件不足（zú）的弊端，保证了系统的精（jīng）度和稳定性，在与客（kè）户的密（mì）切合作与快速服务中，高效完成国产（chǎn）化替（tì）代的（de）进程

    测（cè）控设（shè）备国产（chǎn）化“三部曲（qǔ）”，第一曲“系统级国产化”已完美谢（xiè）幕。放眼未来，国产化（huà）之路（lù）任重（chóng）道远，仍（réng）有诸多挑（tiāo）战等待突破（pò），等待我们探索其（qí）背后的机遇。下一期（qī）“OS级国产化”，我们将带（dài）你揭（jiē）开（kāi）中（zhōng）国（guó）操作系统（tǒng）国产化（huà）的序幕，敬（jìng）请关（guān）注！