XNYGF－III K

真空测量控制仪

使 用 说 明 书

OPERATION  INSTRUCTION

成都兴南仪真空设备有限公司

CHENGDU XINGNANYI VACUUM EQUIPMENT CO.,LTD

地址：四川成都温江区蓉台大道南段540号 

电话：(86)028-85834909    

网址：http:// /www.cdxnyzk.com 
一、概述

1、性能简介

XNYGF－IIIK真空测量控制仪是采用微处理器技术和大规模集成电路CPLD相结合的真空测量和压强控制智能仪器，具有自动化、稳定、******性、强抗干扰能力等特性。仪器一经启动，无需值守，能长期工作，对粗低真空（10⁵～10^-1Pa）和高真空（10～10^-6Pa）连续测量并进行实时监控，是真空设备上常用的真空测量仪器。根据测量需要可选配：

n ZJ-27抗氧化型电离真空传感器（简称规管），测量范围为10～10^-6Pa

n ZJ-10型电离规管，测量范围为65～3×10^-5Pa

n ZJ-12型电离规管，测量范围为10^-1～3×10^-8Pa

n ZJ-14型电离规管，测量范围为10^-1～10^-7Pa

n ZJ-52T型电阻规，双路或单路，测量范围为10⁵～10^-1Pa

n ZJ-54D型热偶规，双路或单路，测量范围为10³～10^-1Pa

n ZJ-1P型压阻规，双路或单路，测量范围为10⁵～10²Pa

n 压强控制插件板：对真空度控制在设定的压强范围内工作。

n 模拟输出板：电压输出或电流输出

n RS232通讯接口

2、自动测量

仪器开机后自动进入测量状态，仪器在“自动”测量状态，自动开启及关闭电离计，自动转换量程及发射电流，对真空系统可进行连续测量及控制，并具有自动保护。测量范围是：10⁵～10 ^-6Pa。

3、控制功能

六路控制继电器输出，在真空过程中可进行定点或区域控制。每路控制均可任意设定由电阻计或电离计控制输出。每路控制点在开机后任何时候可进行上限、下限任意设定及查看，设定点具有掉电保护，记忆功能。

4、测量精度

仪器采用了微处理器技术，在粗低真空和高真空测量时自动对非线性和发射电流变化进行修正，因此测量精度高。

5、规管寿命

ZJ-27型电离规阴极采用抗氧化铱丝，规管寿命长，瞬时暴露大气，不会造成损坏。

6、人机界面

采用三路三显，每路真空测量值均实时显示，直观快捷。

薄膜面板和微动按钮相结合，操作简单，美观大方。

7、外部控制

    通过仪器背面的外控接头，在需要时可a)由外部控制信号关闭电离计测量；b)由外部控制信号开启压强控制。仪器使用更方便。

二、工作原理

仪器由测量部分、控制部分和规管组成。

1、电离计工作原理

当电离规管灯丝加热发射电子，电子在比阴极电位更高的加速极作用下，与气体分子碰撞而使气体电离，电离后的正离子被比阴极电位更负的收集极吸收，经电流放大器放大后，通过微处理器修正处理，送显示器显示（右边电离显示窗口）。

在特定的测量范围内，离子流与被测压强成正比，即：I_＋＝S×Ie×P

式中：I₊为离子流，S为规管灵敏度，Ie为发射电流，P为规管内部压强。

电源部分是提供测量电路和规管工作时所需的各种直流电压以及稳发射电流等。

控制部分采用微处理器，由离子流放大输入A/D产生的数字信号，通过微处理器进行误差修正，送显示器显示真空度或发射电流。

2、电阻计的工作原理

ZJ-52T型电阻规在真空系统低压强时，利用气体分子的热传导，在高压强时，利用气体分子的对流传热特性，使得电阻规的电阻随所测系统的压强变化而变化。电阻规的电阻与压强的变化是一种非线性关系，因此本机采用微处理器对此非线性进行误差修正，从而提高测量精度。

由压强变化所引起的电阻规电阻值的变化，从测量桥路输出电压信号，由放大器放大，经A/D转换送入微处理器进行非线性处理运算，***后送显示器显示。

3、压强调节工作原理

仪器利用比例电磁阀实现充气量大小的自动控制，根据当前的压强来调节电磁阀开度，控制的目的保持压强在用户所需值恒定。

比例电磁阀是利用通电线圈的磁场强度使经过特别处理的铁磁物质磁化产生磁场，磁场力克服弹簧力使阀芯开启。某一线圈电流都能达到弹簧力和电磁力的平衡。线圈电流和电磁力的大小决定了阀芯的行程或阀门的开度，因此线圈电流或电压与阀门开度具有一定线性关系。

仪器进入控制过程后，测量仪将实时真空测量值与所需压强控制值比较，其差值信号经放大、积分（PID）后驱动比例电磁阀的不同开度，使得比例电磁阀输出不同的流量。不同的真空设备通过设定响应速度参数值，自动调节进气速度，可在相当短的时间内达到动态平衡的真空度。

电磁阀为精密结构，属电磁执行机构驱动阀门。应避免大的振动和平行于阀杆的强磁场，以免影响阀的整体性能。

在弹簧力作用下使比例阀未通电时紧闭，一般不宜做截止阀用。为获得宽范围的比例特性，电磁阀初始弹簧力不能太大，因此有相对较小的漏率，为确保真空系统获得更高的真空应在电磁阀与真空系统之间安装截止阀。

采用PWM脉冲信号驱动电磁阀，有效克服了比例电磁阀的滞后和粘滑作用。

本阀入口气体压力须降压后送入，使用气体须经过净化无尘，一般为0.1~0.2Mpa。

三、主要技术指标

1、使用条件

环境温度：0～40℃

空气相对湿度：≤85%

工作电量：220V±10%    50~60Hz

功耗：约40W

2、各电参数

（1）配用规管型号：ZJ-27电离规

规管加速极对地电位：225V±3%

规管阴极对地电位：25V±10%

发射电流：100uA±3％；1mA±3％

放大器满度误差：≤5％±1个字

除气方式：焦耳去气

（2）电阻规管：ZJ-52T

阻值：约84Ω

3、显示方式

三个显示窗口，每个窗口5位数字显示。

例：3.9E－1，表示为3.9×10^-1Pa，“E”为底数10的数学表示法。

在压强控制时，左窗口显示压强控制的设定参数，右窗口显示实测真空度。

4、其它功能

自动保护（电离）>10Pa

控制点负载 AC220V/3A   DC28V /10A  

ZJ-27型电离规管   测量范围10～10^-6Pa（10^-6Pa仅作参考）

ZJ-52T型电阻规管  测量范围10⁵～10^-1Pa

压强有效控制范围1×10⁰～1×10^-1Pa（抽速稳定）

1×10^-1～1×10^-3Pa

压强控制******度 ±2％ ±1个字

电离外部控制

压控外部控制

5、整机尺寸和重量

整机尺寸：480×88×285 mm（宽×高×深）

开孔尺寸：440×88 mm

重量：约6.5Kg

6、RS232通讯口(可选配RS485)

波特率可选9600bit/s～115200 bit/s

通讯数据格式可选8N1、8E1、8O1

协议可选XingNanYi(兴南仪)、ModbusRTU

四、前后面板介绍

五、使用方法

（一）电阻计单元操作

1、将电阻规（玻璃电阻规开封或金属电阻规）与系统妥善密封连接，将仪器电缆与规管连接。

2、接通电源，窗口显示“0.0000”，约5秒后规1和规2的测量值分别显示在左边的上下两个窗口。

3、“大气”、“0.1Pa”校准

电阻规在制造材料、工艺、装配等方面的因素，不同电阻规的性能有差异。因此，在使用新的电阻规时需对该电阻规的性能连同仪器进行“大气”和“0.1Pa”的校准，以降低测量误差。

仪器提供自动校准和手动校准两种模式。

◆ “0.1Pa”自动校准

首先校准“0.1Pa”。在完成1、2后，对被测真空系统抽真空，由电离规确定被测真空度高于1.0E-1（如9.9E-2）。此时电阻规可以校准“0.1Pa”

电阻规1校准：按住“-1Pa”按钮不放，电阻规G1显示窗的字符“ e”快速闪烁，持续按住按钮5秒后，电阻规G1显示窗口开始显示规1校正值，表示自动校准开始，这时可以松开按钮。本次校正结束时该窗口显示数值为8～3之间。 3秒后G1显示窗的字符“ e”停止闪烁并自动转入测量状态，窗口显示“1.0e-1”，表示规1的“0.1Pa”已被校准。

电阻规2校准：按下“-1Pa”按钮，电阻规G1显示窗的字符“ e”快速闪烁，松开并再次按住该按钮不放，此时G2显示窗的字符“ e”快速闪烁5秒后，G2显示窗口开始显示规2校正值，校正完毕3秒后自动转入测量状态并显示“1.0e-1”，表示规2的“0.1Pa”已被校准。

◆“大气”自动校准

校完“0.1Pa”后，需对其“大气”校准。按测试系统的工艺要求，对系统放入大气，确保被校电阻规所测位置为大气状态，在大气压下工作约10分钟。同校“0.1Pa”方法相似，按“大气”按钮，进行选择所需校准的电阻规。选择的所需规管相应显示窗口中的字符“ e”快速闪烁，持续按住5秒，5秒后开始满度自动校准。校正完毕后窗口显示数值为9992～9988左右，校准完后3秒自动进入正常测量，仪器显示“1.0e 5”或“hhe 5”（大气状态）。

◆“0.1Pa”手动校准

在完成1、2后，对被测真空系统抽真空，由电离规确定被测真空度高于1.0E-1（如9.9E-2）。此时电阻规可以校“0.1Pa”。

“-1Pa”按钮，重复按键可循环选择需要手动校准的规管，选中规管相应显示窗口中的字符“ e”快速闪烁。

按设置上键、下键改变选中规管测量值，当该规管显示窗口显示“1.0e-1”，则表示该规管“0.1Pa”已校准。停止按键5秒后退出校正。

◆“大气”手动校准

按测试系统的工艺要求，对系统放入大气，确保被校电阻规所测位置为大气状态，在大气压下工作约10分钟。

“大气”按钮，重复按键可循环选择需要手动校准的规管，相应选中规管相应显示窗口中的字符“ e”快速闪烁。

按设置上键、下键改变选中规管测量值，当该规管显示窗口显示“1.0e 5”或“hhe 5”（大气状态），表示该规管“大气”已校准。停止按键5秒后退出校准。

◆ 本设计电路采取了特殊处理，在正常情况下“0.1Pa”和“大气”只需校准一次，以后测量不必再校准。在仪器使用一段时间后，若“0.1Pa”和“大气”有变化，可用上述方法重新校准一次。

◆ 特别注意：仪器在大气状态时，有一定的变化或漂移，一般显示1.0E4～1.0E5或HHE5 均为正常，可不进行“大气”校准。

4、电阻规的错误提示

开机后若在窗口显示“―――――”，表示电阻规断丝或跟仪器未连接好，应仔细检查，排除仪器故障所在。

（二）电离计单元操作：

◆  连续测量工作过程如下：

（1） 将电阻规与电离规安装在同一系统内。

（2） 开机显示00000（右窗口），自动LED点亮。

（3） 开机5秒后进入电阻规测量，当电阻规1所测得真空度大于1Pa时，将自动开启电离规，进入电离测量显示；当真空度小于10Pa时，自动关闭电离规，进入电阻规的测量。

◆  手动测量工作过程如下：

（1） 将电阻规与电离规安装在同一系统内。

（2） 开机显示00000（右窗口），自动LED点亮。

（3） 开机5秒内按下“自动”按钮，自动LED灭，仪器进入手动测量，

（4） 开机5秒后进入电阻规测量，按下“电离”进入电离测量。

◆  若需在测量过程中检查发射电流，按“mA/Pa”按钮，此时mA灯亮，窗口内显示的是发射电流值。ZJ-27型规管发射电流值正常范围应在：

100uA时，0.0800～0.1200 mA

1mA时，0.8000～1.200 mA

若在测量过程超出此值，显示出现“―――――”此时应检查真空度是否过低或更换规管后再重新测量。

◆  若机器内无电阻规插件板或电阻规损坏，由于开机后电离处于自动方式，不管真空度多高，电离规始终不能打开，这时按“自动”按钮，关闭自动，自动按钮的LED灭。这时按“电离”按钮，“开”灯亮，电离规管工作，可以检测真空度和发射电流。

注意：若此时真空度未达到10Pa，将影响电离规管的寿命，若在大气时，将会使电离规管很快损坏，故使用手动开关电离应特别小心。

◆  ZJ27型规管当真空度大于1×10^-2Pa时，可对电离规管去气。按“去气”按钮，去气开始，电离显示单元显示去气时间，数码管后两位显示秒，前三位显示分。若需中止去气，则按下“电离”按钮，此时重新进入测量过程。

◆  当真空度小于1×10¹Pa时，仪器进入保护状态，规管灯丝被切断，仪器显示“00000”；当真空度恢复到大于1Pa时，重新进入电离测量状态。

（三）压强控制单元操作

n 本电磁阀为精密结构，出厂时已调试好，使用时不需作调整。

n 应避免大的振动和平行于阀杆的强磁场，以免影响阀的整体性能。一般不宜做截止阀用。

n 本阀入口气体压力须降压后送入，一般为0.1~0.2Mpa。使用气体须经过净化无尘。

n 使用前将a）阀出口与真空系统妥善密封连接（注：规管与阀不宜靠得太近），b）阀入口与降压后得气源连接，c）阀电缆与仪器连接，应接触良好。

1、设定压强控制

在仪器面板***左边的压强控制单元进行“压强”和“响应”设定。

◆开机后任何时候，按住压强控制单元的“设定/查看”按键5秒，当“压强”LED闪烁，电阻单元/压强设定窗口显示所需要设定的压强，按设置上键、下键改变控制值，每按一次上键或下键则系数按0.1增减改变。设定范围1×10⁰～1×10^-3Pa；

再按“设定/查看”按键，“响应”LED亮，窗口显示的所需要响应速度控制值，按设置上键、下键改变设定，设定范围0～99。设定值越小，则响应速度越小，稳定时间越长；设定值越大，则响应速度越快。

◆在进入稳压控制过程后（此时控制“开”灯亮），可直接在压控单元按“设定/查看”按键选择“压强”或“响应”（相应LED灯点亮），然后按上键、下键即可进行压强控制值或响应值改变。

◆设定值具有掉电保护功能，下次开机为上次控制设置点。仪器进入控制过程后，若需修改设定值，可按下“设定/查看”按钮来进行修改。

2、查看压强控制

在压强控制单元按“设定/查看”，“压强”LED灯亮，设定的压强控制值和响应值显示在左边电阻单元/压强设定窗口，右窗口显示当前系统真实压强。

3、控制开启、关闭

◆ 控制开启：在压强控制单元按“控制”微动开关，“开”灯亮，打开压强控制。仪器进入控制过程后，自动跟踪监控充气过程，自动调节比例电磁阀阀，使系统在几秒或几十秒稳定到设定值。

◆ 控制关闭：在压强控制单元再按“控制”按键，“开”灯灭，“关”灯亮，比例电磁阀关闭，停止充气，仪器退出控制进入测量状态。

在自动状态时，若系统真空度无变化或不稳定，一般由下面原因所致：

n 控制阀电缆未连接或错误连接或断线

n 进入气源未打开或未接气源

n 真空度变化小，说明有少量进气，原因是进气压太小，气体管路堵塞或系统抽速过大。

n 自动控制进气，若系统真空度在设定值左右变化，这时可改变时间响应的设置，使真空度稳定为止，一般是：

（1） 当真空度变化幅度较大时，可减小“响应”(注：响应速度越小，则稳定时间越长)，在不影响稳定精度的前提下，一般选择较大的“响应速度”，加快稳定时间。

（2） 对于固定的系统，一旦调准后，通常在相同的条件下工作，无需重新调节。因此，******次使用是十分重要的工作，一定要耐心认真的调试。

（3） 若反复调整后，仍不能稳定，特别是在控制真空度较低时，如低于1×10^-1Pa 时，有些系统抽速发生变化或不稳定，此时可适当关小主阀。

（四）控制单元操作

◆ 在真空过程中可进行定点或区域控制。控制点可在开机5秒内或开机后的任何时刻进行设置和查看，具有掉电保护功能，下次开机为上次控制设置点。

◆ 六路控制继电器输出，每路控制可任意设定由电阻计或电离计控制输出。

◆ 仪器前面板J1～J6灯分别显示继电器输出状态。

区域控制过程为：

（1） 开机前，继电器为常态，一组常开，一组常闭，控点灯灭；

（2） 开机后，当真空度高于设定点下限，低于设定点上限时，继电器为常态，控点灯慢速闪亮；

（3） 当真空度高于设定点上限时，继电器起控，（常开变为常闭，常闭变为常开），同时对应的控点灯亮；

（4） 当真空度低于设定点上限，高于设定点下限时，继电器状态不变，控点灯快速闪亮；

★ 当真空度低于设定点上限，高于设定点下限时：

继电器未起控时控点灯慢速闪亮；

继电器已起控时控点灯快速闪亮

（5） 当真空度低于下限时，继电器恢复常态，控点灯灭。

◆ 操作方法

（1） 进入设定状态

按下“设置/查看”按钮不放，2秒后J1灯发亮，进入查看状态；

继续按住该键不放，5秒后，J1灯闪烁，仪器进入设置状态。

如下图，左上窗口显示设定（查看）控点的序号和控制规管序号；右边窗口显示控点的上或下限控制值，以“h”开头表示设定上限，以“l”开头表示设定下限。

（2） 选择设定项目

在设置状态重复按“设置/查看”键，选中的项目闪烁显示。仪器循环选择3个项目设定：

控点序号→控制规管→控点值→控点序号……

如选定设置控点，则控点序号所在左******位数码管闪烁；

选定设置控点值，则控点值所在右边******位“h”或“l” 闪烁。

（3） 改变设置

按上键、下键改变相应设置项的数值。

控点序号项可设6路控点的上、下限：

1 h、1 l、2 h、2 l……6 h、6 l

控制规管项可设3路测量规管：Rr-1、r-2、1-1 

（其中r-1是指电阻规1，r-2是指电阻规2，1-1是指电离规）

控点值项的设定范围根据该控点的控制规管而定。

ZJ52T型规管：1.0×10⁵～1.0×10^-1Pa

ZJ27型规管： 1.0×10⁰～1×10^－5Pa

（4） 退出设置

在设置状态若5秒无按键按下，自动保存各个控点设置并回到测量状态显示，进行真空测量及控制。

（5） 查看设置

开机后的任何时间内查看先前控点的设置，

A、按下“设定/查看”按钮2秒，J1灯发亮，进入查看状态，窗口显示查看控点的序号、控制规管和上限设置值，

B、按上键、下键改变查看控点序号，相应控点灯被点亮；

C、显示上限值5秒后显示下限值；5秒后自动退出显示进入测量。

（6） 控点的设置和控点查看在开机后任何时刻都可进行，按“设定/查看”键约2秒钟为设定查看，按“设定/查看”键约5秒钟为控点设置。此种设置方式极为方便，克服了以往真空计在测量过程中调整控点控制时必须开关仪器的麻烦。

◆ 设定举例

例一：在真空系统中，控点1需由电阻规1控制在3Pa上发一控制信号，在真空度低于20Pa时关闭此信号。即需设定上限为3Pa，下限为20Pa，操作过程为：

（1） 按下“设置/查看”按钮不放，2秒后J1灯发亮，继续按住该键不放，5秒后，J1灯闪烁，仪器进入设置状态，窗口由真空测量显示转变为设定显示。当需设定J1上限，则J1灯点亮，同时右边显示窗以“h” 显示；

（2） 在设置状态重复按“设置/查看”键，仪器循环选择设定“控点值”，当右边显示窗“h” 显示闪烁时表示可以进行J1的上限的设定；

（3） 按上键、下键改变控制值，显示窗显示“h3.0 0”时，J1上限的设定完成；当设置上限时：

按上键显示变化从→H3.0 0(上限)……→H2.0 1(下限)→H0.0 0→H1.0-1……→H2.00→

按下键显示变化从←H3.0 0(上限)……←H2.0 1(下限)←H0.0 0←H1.0E-1……←H2.0 0←

（4） 接下来进行控点下限的设定，按“设置/查看”键，选择设定“控点序号”，当需设定J1下限，则J1灯点亮，同时右边显示窗以“l” 显示；

（5） 在设置状态重复按“设置/查看”键，选择设定“控点值” ，当右边显示窗“l” 显示闪烁时表示可以进行J1的下限的设定；

（6） 按上键、下键改变控制值，显示窗显示“l2.0 1”时，J1下限的设定完成。当设置下限时：

按上键显示变化从→L2.0 1(下限)……→L1.0 5→L0.0 0→L3.0 0(上限)……→L1.0 1→

按下键显示变化从←L2.0 1(下限)……←L1.0 5←L0.0 0←L3.0 0(上限)……←L1.0 1←

     注：设置显示为0.0 0时，相应控点关闭。

（7） 真空控制时序如下：

例二：关闭控点

用上述方法，把上限控制点设置成显示为0.0E 0，相应控点被关断。

例三：点控设定

不设下限（设置成显示为0.0E 0），只设上限，则上限作为控点，下限不起作用。

（五）模拟输出

可选配件。用户根据需要选择电压0～10V或电流4～20mA的模拟输出（只能选其中一组）。

本仪器D/A采用12bit精度。其输出与真空度对应关系如下图所示。

输出电压和真空度的对应关系                 输出电流和真空度的对应关系

（六）外部控制

1、电离外控

通过仪器背面的外控接头，可实现外部信号控制关闭电离单元的测量。接线示意如下：

当外部控制触点在常闭状态，关闭电离单元测量及其控点输出；

当外部控制触点在常开状态，恢复电离单元先前的测量模式。

2、压强外控

通过仪器背面的外控接头，可实现外部信号控制开启压强控制。接线示意如下：

当外部控制触点在常闭状态，开启压强控制；

当外部控制触点在常开状态，恢复先前的模式。

（七）RS232通讯接口(可选配RS485)

接口电平符合RS232C标准中的规定。通过RS232通讯接口，可实现传送测量数据和仪器情况以及设定仪器参数。

可选RS485接口(1脚A,2脚B), 接口电平符合RS485C标准中的规定。

   通讯参数设定：同时按下上键、下键，并持续按5秒后进入通讯参数设置状态，按“设置/查看”键，仪器循环选择设定项目，然后根据需要按上键、下键改变值。设置完5秒后自动退出。设定项目如下：

六．注意事项

仪器具有去气自锁功能，电离规ZJ27在真空度低于1.0E－2Pa时，仪器不给规管去气。

规管应尽量******垂直安装。

电阻规ZJ52T在10⁵Pa附近有漂移，在10³Pa以后有较好的测量******度。

电离规ZJ27在10^-6Pa时仅作参考。

所配规管只能测量干燥空气和氮气，其他气体成分比例较大的场合需另外修正。

七．装箱清单

另：电缆长度可定制