测控（kòng）设备领域（yù）上我国（guó）始终落后与国（guó）外（wài）发达国家，先进设备都需要从（cóng）国外购（gòu）买（mǎi），去年疫情贸易进出口的（de）封锁，让国内买不到国外先进设备而无法进行产品制造，也大多人明白将中国制造（zào）转（zhuǎn）变为中国“智”造迫（pò）在眉睫。而测控系统作为打造国之重器的（de）重（chóng）要技术装备，其国产化进（jìn）程更是刻不容缓。

    测控设备国产化，不（bú）仅可将用（yòng）户需求（qiú）体现（xiàn）在产品上，更多（duō）地提高可用性，还能全（quán）面提高国产测控设备的核心竞争力，实（shí）现（xiàn）弯道（dào）超车。

虽前景光明，但测控设备的国产化绝非易事，其包括系统级的国产化、OS级的国产（chǎn）化和芯片级的国（guó）产化“三步走战略”，涉及软件、硬件、算法等（děng）众（zhòng）多层面，如何（hé）在保证系统功能和可靠性的同时（shí），快速实（shí）现国产化、自主可控的测控系统，打（dǎ）造一张张闪（shǎn）亮的中国“智”造名（míng）片，成为各国内企业亟待解决的难题。

    纵观半导体的制造（zào）流程，晶（jīng）圆针测（cè）是（shì）非常重（chóng）要的一环。检测晶圆的响应参（cān）数（shù）进行特性分（fèn）类，需通过电压输出激（jī）励待测（cè）晶圆，再（zài）由高速的模拟量监测（cè）给电（diàn）过程中的响应特性，同时需要（yào）大量DiDo的开关量（liàng）控制探针台（tái）位置。

    针对上述需求（qiú），为该晶圆针测环节提供了一款具有（yǒu）16位高分辨率和（hé）高达1M的采集速度，并可同时输（shū）出两路波形的高速采（cǎi）集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据不同的数字控制（zhì）点（diǎn）选配了多款控（kòng）制（zhì）卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三（sān）大维（wéi）度（dù），成功助（zhù）力晶（jīng）圆检测设备实现国产化。

在智能制（zhì）造的大趋势下，数（shù）控机床正向着高精度、高速度、高生产效率的（de）方向（xiàng）发展，这对机床的（de）动态特性提出了（le）更高的要（yào）求。此（cǐ）外（wài），通过（guò）模态测试与分析建立机床的结构动力学模型，也成为优化机床设计与（yǔ）性能、及（jí）早发（fā）现潜在问题的有（yǒu）效途（tú）径。

    对于机床的模态分析而言，更是一项“精（jīng）细活”。其主要是使用力（lì）锤、激振器或（huò）者（zhě）激振台产生（shēng）脉冲冲击，利用加速度传（chuán）感（gǎn）器在多点进行同步（bù）响应信（xìn）号的（de）采集，再用数学分析方法计算机械结构的固有振（zhèn）动特性，每一个模（mó）态（tài）都有特定的固（gù）有频率、阻（zǔ）尼比和模态振型。这（zhè）套系统此前一直由国外公司提供，不（bú）仅面临着市（shì）场供货不足的问题，其高昂（áng）的价（jià）格（gé）也（yě）让人望而却步。

除此之（zhī）外，国（guó）外模（mó）态（tài）试验系统也面（miàn）临（lín）着技术瓶颈。为保证实验数据精度和振型辨识要求，需要在（zài）数（shù）控机床的主轴（zhóu）、立柱和工作台布置几十个（gè）测点，每个测点采用XYZ三向加速度（dù）传感器，采集通道高达100路（lù）以（yǐ）上。国外系（xì）统的（de）模（mó）态（tài）测试（shì）系（xì）统一（yī）般仅有（yǒu）32通道，只能采取分区测（cè）试的方法，不仅非常耗（hào）时，而且由于各区域的测试不是在（zài）同一激励下进行（háng）的，后（hòu）续分析（xī）计算（suàn）也极为复杂（zá）。

针对数控（kòng）机（jī）床模态试验，为客（kè）户量身打造了一套104通道（dào）同步振动模（mó）态测试系统（tǒng）。该系统采（cǎi）用13张（zhāng）PCIE-1803，每片（piàn）PCIE-1803支持8路（lù）信号，共104路，使用内部（bù）同步（bù）总线可实现纳（nà）秒（miǎo）级同步时间，误（wù）差小于100ns。

    此外通过（guò）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（biàn）片信号（hào）采集（jí）通过（guò）2片PCIE-1813 实现（xiàn），系统选用IPC-623BP机箱配合（hé）PCE-7B17底板支持（chí）15片PCIE板卡（kǎ）。软件（jiàn）兼备加（jiā）速规传感器的灵（líng）敏度、供电方式、耦合方（fāng）式、采样频率（lǜ）等设置，同时具有数据采（cǎi）集、曲线显示（shì）和数据保存的功能，实为打造（zào）系（xì）统级国（guó）产化的理想路径。有效解（jiě）决了国外模态测（cè）试系统（tǒng）价格高、备件不（bú）足的弊端（duān），保证（zhèng）了系统的精度和稳定性，在与客户（hù）的密（mì）切合作（zuò）与快速服务中（zhōng），高（gāo）效完成国产化替（tì）代的进程（chéng）

    测控设备国产化（huà）“三部曲”，第一曲“系统级国产化”已完美谢幕。放眼未来，国（guó）产化之路任重道远，仍（réng）有诸多挑战等待突破，等待我们探索其背后的（de）机（jī）遇。下一期“OS级国产化（huà）”，我们将带你揭开中国（guó）操作系统（tǒng）国产化的序幕，敬请关注！