测控（kòng）设（shè）备（bèi）领（lǐng）域上我国始终落（luò）后与国（guó）外发达国（guó）家，先进设备都（dōu）需要（yào）从国（guó）外购买，去年疫情贸易进出口的封（fēng）锁，让国内买不到国外先进设备而无法进行（háng）产品制造，也大多人明白将中（zhōng）国（guó）制造转变为中国“智”造迫（pò）在眉睫。而测控系统作为（wéi）打造国之重器的重要（yào）技术（shù）装备，其国产化（huà）进程更是刻不容缓。

    测（cè）控设备国产化，不仅可将用户（hù）需求体现（xiàn）在产品上，更多地提（tí）高可用性，还能全面提高国产测控设（shè）备的核心竞争力，实现（xiàn）弯道超车。

虽前景光明，但测控（kòng）设（shè）备（bèi）的国产化绝（jué）非易事，其包括系统级的（de）国（guó）产（chǎn）化、OS级的国产化和（hé）芯片级的国产化“三步走战略”，涉（shè）及软件、硬件、算法等众多层（céng）面，如何在（zài）保证（zhèng）系统功能和可靠性的同时，快（kuài）速实现（xiàn）国（guó）产（chǎn）化、自主可（kě）控（kòng）的测控系（xì）统，打造一张张（zhāng）闪（shǎn）亮的中国“智”造名片（piàn），成为各国内企业亟待解决的（de）难题（tí）。

    纵观半导体的制造流程，晶圆针测是非常重要的一环。检测（cè）晶圆的响应参数进（jìn）行特性分（fèn）类，需通过电压输（shū）出激励待测晶圆（yuán），再由高速的模拟量（liàng）监测给电过程中的响应特性，同时（shí）需（xū）要大量DiDo的开关量控制探针（zhēn）台（tái）位置。

    针（zhēn）对上述需求，为（wéi）该晶圆针测环节提供了一款具（jù）有（yǒu）16位高分辨率（lǜ）和高达（dá）1M的（de）采集速度，并可同时输出两路（lù）波形（xíng）的高速采（cǎi）集与控制卡（PCIE-1816H），另（lìng）外依据不同的（de）数字控制点选配了多款控制卡（kǎ）（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三大维度，成功助力晶圆检测设备实现国产化。

在（zài）智能制造的大趋势（shì）下（xià），数（shù）控机床正（zhèng）向着高精度（dù）、高速度、高（gāo）生产效率的方向（xiàng）发展，这对机床的动态特（tè）性提出（chū）了（le）更（gèng）高（gāo）的要求。此外（wài），通过模态测试与分析建立机床（chuáng）的结构动力学模（mó）型，也成为优（yōu）化（huà）机（jī）床设（shè）计与性能（néng）、及早（zǎo）发现潜在问（wèn）题的有（yǒu）效（xiào）途径。

    对于机床的模态分（fèn）析（xī）而（ér）言（yán），更（gèng）是一项“精细活”。其（qí）主要是使（shǐ）用力锤、激（jī）振器或者（zhě）激（jī）振台产（chǎn）生（shēng）脉（mò）冲冲击，利用加（jiā）速度传感器在多点（diǎn）进行同步响（xiǎng）应信号的采集，再用数学分析方法计算机械结（jié）构的固（gù）有振动特性，每一个模态都（dōu）有特定的固有频率、阻尼比（bǐ）和模（mó）态振型。这套系统此前一直由国外公司（sī）提（tí）供，不仅面临着市场（chǎng）供（gòng）货不足的问题，其高昂的价格也（yě）让人（rén）望而却步。

除此之（zhī）外，国外模态试验系统也面临（lín）着技（jì）术（shù）瓶颈（jǐng）。为保（bǎo）证实验数据（jù）精度和（hé）振（zhèn）型辨识要求（qiú），需要在数控机床的（de）主轴（zhóu）、立柱和工（gōng）作台布置几十个测（cè）点（diǎn），每（měi）个测（cè）点采用XYZ三向加速度传感器，采（cǎi）集通道高达100路以上。国外系（xì）统（tǒng）的模态测试系统一般仅有32通道（dào），只能（néng）采取分区测试的方法，不仅非常耗时，而（ér）且由于各区域的测试不是在同（tóng）一激（jī）励（lì）下进行（háng）的，后续分析（xī）计算也极为复杂（zá）。

针对数控机（jī）床模态试验，为客（kè）户量身打造了一套（tào）104通道同步振动模（mó）态测试系统。该系（xì）统采用（yòng）13张（zhāng）PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信号（hào），共104路，使用内部（bù）同步总线可（kě）实现纳秒级（jí）同步时间，误差小于100ns。

    此（cǐ）外通过（guò）增（zēng）加主机系统（tǒng），可（kě）以实（shí）现200通道以上的同步（bù）采（cǎi）集。应变片信号采（cǎi）集通过2片（piàn）PCIE-1813 实（shí）现，系统选用IPC-623BP机（jī）箱配合PCE-7B17底（dǐ）板（bǎn）支（zhī）持15片PCIE板卡（kǎ）。软件（jiàn）兼（jiān）备加（jiā）速规（guī）传感器的灵敏度、供电（diàn）方（fāng）式、耦（ǒu）合方式、采样频率等设置，同（tóng）时具（jù）有数据采集、曲线显示和（hé）数据（jù）保存的功能，实（shí）为打（dǎ）造系统级国（guó）产化（huà）的理想路径。有效解决了国外模态（tài）测（cè）试系统价格（gé）高（gāo）、备件不足（zú）的弊端（duān），保证了系统的精度和稳定性（xìng），在与客户（hù）的密切合作与快速（sù）服务中，高效完成国产化替代的进程

    测控设备国产化“三部曲”，第（dì）一曲“系统（tǒng）级国（guó）产（chǎn）化”已完美谢幕。放（fàng）眼未（wèi）来，国产化之路任（rèn）重（chóng）道远，仍有（yǒu）诸多（duō）挑战等待突破，等待我们探索其背后的（de）机遇。下一期“OS级国产化”，我们将带你揭开中国操作（zuò）系统国产化的序幕，敬请（qǐng）关注！