测（cè）控设备领（lǐng）域上我国始（shǐ）终（zhōng）落后与国外发达国家，先进设备都需要（yào）从国外（wài）购买，去年疫情（qíng）贸易进出口的封锁，让国内买不到国外先进设（shè）备而（ér）无法（fǎ）进（jìn）行产品制造（zào），也大多人（rén）明白将中国制（zhì）造转变为中（zhōng）国“智”造迫（pò）在眉睫。而测控（kòng）系统作为打造国之重器（qì）的（de）重要（yào）技（jì）术装备，其国产化进程更是刻不容缓。

    测（cè）控设备国产化，不仅（jǐn）可将用户需求体现在产品上，更多地提高可用性，还（hái）能全面提高国产（chǎn）测控（kòng）设备的核心竞争力，实现弯（wān）道超车（chē）。

虽前景光（guāng）明，但（dàn）测控设（shè）备的（de）国产化绝非易事（shì），其（qí）包括系统级（jí）的（de）国（guó）产（chǎn）化、OS级的国产化和芯（xīn）片级的国产（chǎn）化“三步走战略”，涉及软（ruǎn）件（jiàn）、硬件、算（suàn）法等众（zhòng）多层面，如（rú）何在保证系统功能和可靠性的同时，快速实现国产化、自主可控的（de）测（cè）控（kòng）系统，打造一张张闪亮的中国“智（zhì）”造名片，成（chéng）为（wéi）各国内企业亟（jí）待解决的难题。

    纵（zòng）观半导（dǎo）体的（de）制造流程，晶圆针（zhēn）测是非常重要的一环。检测晶圆的（de）响（xiǎng）应参（cān）数（shù）进（jìn）行特性分类，需通（tōng）过电压输（shū）出激励待测晶（jīng）圆，再由高速的模拟量监测给（gěi）电过程（chéng）中的响应特性，同时需要大量DiDo的开关（guān）量控制探针台位置。

    针对上述需（xū）求，为该晶圆针（zhēn）测（cè）环节（jiē）提供了一款具有16位高（gāo）分辨率和高达（dá）1M的采集速度，并可同时（shí）输（shū）出（chū）两路（lù）波（bō）形的高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据不同（tóng）的（de）数字（zì）控制点选配了多款（kuǎn）控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三（sān）大维度，成功助（zhù）力晶圆（yuán）检（jiǎn）测设（shè）备实现国产化。

在智能制（zhì）造的（de）大趋（qū）势下，数（shù）控机床正向着高精度、高速度、高生产（chǎn）效率（lǜ）的方向（xiàng）发展，这对机床的动（dòng）态特性提出（chū）了更高的要求（qiú）。此外（wài），通过模态测试与分析建立机床的结（jié）构动力学模型，也成为（wéi）优化机床设计（jì）与性能、及早（zǎo）发现（xiàn）潜（qián）在（zài）问题的有效（xiào）途（tú）径（jìng）。

    对于机床的模（mó）态分析而言（yán），更（gèng）是一项“精细（xì）活（huó）”。其（qí）主要是（shì）使用（yòng）力锤、激振（zhèn）器（qì）或者激振台产生脉冲冲击（jī），利用加（jiā）速度传感器在多点进行同步响应信号的采集，再（zài）用数（shù）学分析方（fāng）法计算机械结构的固有振动（dòng）特性，每一个模（mó）态都（dōu）有特（tè）定的固有（yǒu）频率、阻（zǔ）尼比和（hé）模态振型。这（zhè）套系统（tǒng）此前一直由（yóu）国（guó）外公司提供，不（bú）仅（jǐn）面临（lín）着市场供货（huò）不足的问（wèn）题（tí），其高昂的价格也让人（rén）望而却步。

除此之外，国（guó）外模态试验系统也（yě）面临着技术瓶颈。为保（bǎo）证实验（yàn）数据精度和（hé）振型（xíng）辨识要求，需要在数控机床的主轴、立柱和工作台布置（zhì）几十（shí）个测点，每个（gè）测点采用XYZ三向加速度传感器，采集通（tōng）道（dào）高达100路以上。国外系统的模态测试系统一般仅有32通（tōng）道（dào），只能采取（qǔ）分区测（cè）试的方法（fǎ），不仅非常耗时，而且由于各区（qū）域的测试不（bú）是在同一（yī）激励下进行的，后续分析（xī）计算也极（jí）为复（fù）杂。

针对数（shù）控机床模态试（shì）验，为客户量身（shēn）打造了一套104通道同步（bù）振动（dòng）模态测试系统。该系统（tǒng）采用（yòng）13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信号（hào），共104路，使（shǐ）用内部同步总线可实现纳秒级（jí）同步时（shí）间，误（wù）差小于100ns。

    此外通过增加主（zhǔ）机（jī）系（xì）统，可以实现200通道以上的同步采集。应（yīng）变片（piàn）信号采（cǎi）集通过2片PCIE-1813 实现（xiàn），系统（tǒng）选用IPC-623BP机箱配（pèi）合（hé）PCE-7B17底板（bǎn）支持（chí）15片PCIE板卡。软件（jiàn）兼备加（jiā）速规（guī）传感器的（de）灵敏度、供（gòng）电方式、耦合方式、采样频率等设置，同时具有（yǒu）数据（jù）采集、曲线显示和数（shù）据保存的功能（néng），实为（wéi）打（dǎ）造系统级国产化的理想路径（jìng）。有（yǒu）效解决了国外（wài）模态测试系统价格高、备件不足的弊端，保证了系（xì）统的精度（dù）和稳定性，在与客户（hù）的密切合（hé）作与快速服务（wù）中（zhōng），高效完成国产化替代的进程

    测控设（shè）备（bèi）国（guó）产化“三（sān）部曲”，第（dì）一（yī）曲“系统级国产化”已完美谢幕（mù）。放眼（yǎn）未（wèi）来，国产化之路任重道（dào）远（yuǎn），仍有（yǒu）诸多（duō）挑战等待突破，等待我们探索（suǒ）其背后（hòu）的机遇。下一（yī）期“OS级国产化”，我们将带你揭开中国操作系统（tǒng）国（guó）产（chǎn）化的序幕，敬（jìng）请关（guān）注（zhù）！