测控设备领域上我（wǒ）国始终落后与国外发达国家（jiā），先进设（shè）备（bèi）都（dōu）需要从（cóng）国外购（gòu）买，去年疫情贸易进出（chū）口的封（fēng）锁，让国内买不到国外（wài）先进设（shè）备而无法进行产品制造，也大（dà）多（duō）人明白将中国制造（zào）转变为中国“智”造迫在眉睫。而测控系统作为打造国之重器（qì）的重要技术装（zhuāng）备，其（qí）国（guó）产化（huà）进程更（gèng）是刻不（bú）容（róng）缓。

    测控设备国（guó）产化，不仅可将用户需求体现在产（chǎn）品上，更多（duō）地提高（gāo）可用性（xìng），还（hái）能（néng）全面提高国（guó）产测控（kòng）设备的核心（xīn）竞争力，实现弯道超车。

虽（suī）前景光明，但测控设（shè）备的国（guó）产（chǎn）化绝非（fēi）易事，其包（bāo）括（kuò）系统级（jí）的（de）国产化、OS级的国产化（huà）和芯片级的国产化“三步走战略（luè）”，涉及软（ruǎn）件、硬件、算（suàn）法等众多层面，如何在（zài）保（bǎo）证系（xì）统（tǒng）功（gōng）能和可靠性的（de）同时，快速实现（xiàn）国产（chǎn）化、自主可控的测控系（xì）统，打（dǎ）造一张（zhāng）张闪亮的中（zhōng）国“智”造名片，成为各国（guó）内企业亟（jí）待解（jiě）决的难题。

    纵观半（bàn）导体的制造流程，晶（jīng）圆针测是非常重要（yào）的（de）一环。检（jiǎn）测晶圆的响应（yīng）参（cān）数进行特性分类，需通过电压（yā）输出激励待测晶圆，再由高速的模拟量监（jiān）测给（gěi）电过（guò）程（chéng）中的响应特性，同（tóng）时需要大量DiDo的开（kāi）关量控（kòng）制探针台位置。

    针对上述需求（qiú），为该晶圆针测环节（jiē）提（tí）供了一款具有16位（wèi）高分辨率和（hé）高（gāo）达1M的采集速度，并可（kě）同时输出两路波形（xíng）的高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依（yī）据不同（tóng）的（de）数字控制（zhì）点选（xuǎn）配了多款控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三大维（wéi）度（dù），成功助（zhù）力晶圆检（jiǎn）测设备实现（xiàn）国（guó）产化。

在智能（néng）制（zhì）造（zào）的大趋势下，数控机床正向着高精度、高速度、高生产效率的方（fāng）向发展（zhǎn），这对机床（chuáng）的动（dòng）态特性提出了更高的要（yào）求（qiú）。此外，通过（guò）模态（tài）测（cè）试与分析建立机床的结构动力（lì）学模型，也成为优化（huà）机床设计（jì）与性能、及早发现潜在问（wèn）题的有效途径。

    对于（yú）机床的（de）模态分析（xī）而言，更是一项“精细（xì）活”。其主要是使（shǐ）用力锤、激振器或者激振台（tái）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采集，再用数学分（fèn）析方法计算（suàn）机械结（jié）构的（de）固有振动（dòng）特性，每一（yī）个模态都有特定的固有频率、阻尼比和（hé）模（mó）态振型。这套系（xì）统此前（qián）一直由国外（wài）公司提供，不（bú）仅（jǐn）面临着市场供货（huò）不（bú）足的问题，其高昂的价格也让人望（wàng）而却步。

除此之外（wài），国外模（mó）态试验（yàn）系（xì）统也面临着技术瓶颈。为保证实验数据（jù）精度（dù）和（hé）振型辨（biàn）识要求，需（xū）要在数（shù）控机床的（de）主（zhǔ）轴、立柱和工作台布置几十个测点，每个测点采用XYZ三向（xiàng）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（yī）般仅有32通道，只能采取分区测（cè）试的方法（fǎ），不（bú）仅非（fēi）常耗时，而且由于各区域的测试不是在同（tóng）一激励下（xià）进行的，后续分析（xī）计算也极（jí）为复杂。

针对数控机床模态试（shì）验，为客户量身打造了一套104通（tōng）道同步振动模（mó）态测试系统。该系统采用（yòng）13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信号，共104路（lù），使用内部同步总线可实现纳秒级同步（bù）时间，误差小于100ns。

    此外通过增加主机系统，可以实现200通道以上（shàng）的同步（bù）采集。应变（biàn）片信号采集通（tōng）过2片PCIE-1813 实现，系统（tǒng）选用（yòng）IPC-623BP机箱配合PCE-7B17底板支持（chí）15片PCIE板卡（kǎ）。软件兼备（bèi）加速规传感器的灵敏度（dù）、供电（diàn）方式（shì）、耦合方式、采样频率等设置，同时具有（yǒu）数据采集、曲线显示（shì）和数据保（bǎo）存的功能，实为打造系统级国产化的（de）理（lǐ）想路径。有效解决了国外模态测试（shì）系统价格高、备件不（bú）足的弊端，保证了系统的精度和稳定性，在与客户的密切合作与（yǔ）快速（sù）服务中，高效完成国产化替（tì）代（dài）的进程

    测控设备国产化“三（sān）部曲”，第一曲（qǔ）“系统级（jí）国产化”已完美谢幕。放眼（yǎn）未来，国产化之路任重（chóng）道远，仍有诸（zhū）多挑战等（děng）待突破，等待我们探（tàn）索（suǒ）其背后的机遇（yù）。下一（yī）期（qī）“OS级国产化”，我们将（jiāng）带你揭（jiē）开中国操作（zuò）系（xì）统（tǒng）国（guó）产（chǎn）化的序幕，敬请（qǐng）关注！