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MKS 979B 大气压至真空传感器
时间: 2025-09-02浏览次数：
MKS 979B 大气压至真空传感器
MKS 979B 大气压至真空传感器
产品基础信息
产品型号：979B（大气压至真空传感器），部件号 100014647
979B传感器设计用于测量真空室压力，作为用户设计的系统过程的一部分。它结合了一个热阴极传感器来测量从5x10托到3托的压力，以及一个MicroPirani传感器来测量1x10托到大气压的压力。PR3——组合的绝对数字压力输出和模拟输出——提供从5x10托到ATM的单个组合读数。此外，这两个传感器可以独立读取。除了模拟输出外，灯丝选择脱气还可使用外部控制，因此传感器（通常已输入设定值、校准值等）可以独立运行。
安全与通用规格
1. 安全警示与预防措施
电气安全：更换传感器或烘烤时需先断开电源（存在致命电压 / 电流），仅合格技术人员可操作电子元件；使用 + 24 VDC@0.75 Amps 电源，确保传感器通过真空法兰和电连接器后壳接地。
操作限制：系统压力高于 5×10⁻² Torr 时不得开启灯丝电源（会损坏热阴极传感器）；禁止在爆炸性 / 可燃气体环境中使用（热阴极加热元件、MicroPirani 的镍薄膜元件可能引燃气体）；不得替换部件或改装设备，维修需送至 MKS 校准服务中心。
污染防护：避免灰尘、金属屑等污染物进入设备；安装时远离电子 / 离子源及强磁场，必要时使用颗粒物过滤器（配件详见 “配件” 部分）。
2. 通用技术规格
项目 具体参数
测量范围 5×10⁻¹⁰ Torr 至大气压（ATM）
设定点范围 5×10⁻¹⁰ Torr 至 100 Torr
模拟输出 DAC1：0.5-6.95 VDC（0.5 V / 数量级）；DAC2：0.75-10.02 VDC（0.75 V / 数量级）
过压极限 1500 Torr
重复性（典型值） 1×10⁻⁹-10⁻³ Torr：±5% 读数；10⁻³-100 Torr：±2% 读数
精度（典型值） 10⁻⁹-10⁻³ Torr：±20% 读数；10⁻³-100 Torr：±5% 读数
供电电压 24 VDC±10%
功耗 15 Watts
继电器触点额定值 1A@30 VAC/VDC（阻性负载），符合 Semi 52/UL991 安全标准
真空接触材料 304 不锈钢、硅、SiO₂、SiN₄、金、氟橡胶（Viton®）、玻璃、钨、镀铂钼、氧化钇涂层铱、环氧树脂、可伐合金（Kovar）
外壳材料 铝 / 304 不锈钢
内部体积 23 cm³
工作温度 0-40℃
烘烤温度（非工作状态） 85℃
安装方向 任意方向
欧盟认证 符合 EMC 指令 89/336/EEC（EN-61326-1）、低电压指令 73/23/EEC（EN-61010-1）
真空连接方式 Mini CF、2.75” CF、NW16 KF、NW25 KF、NW40 KF
尺寸（带 KF25） 74×79.6×100 mm（2.9”×3.1”×3.9”）
重量（带 KF25） 422 g（0.93 lbs.）
安装指南
1. 安装位置与方向
位置选择：需能准确测量真空室压力，远离泵和气体源以确保读数代表性；避免安装在蒸发源正上方（蒸汽可能污染传感器），靠近电子 / 离子源时需屏蔽并远离强磁场。
安装方向：支持任意方向安装，建议真空端口朝下（防止颗粒物 / 液体进入），不影响测量精度。
2. 真空连接
传感器提供多种法兰类型：2.75” CF（可旋转）、1.33” CF（可旋转）、KF16、KF25、KF40，需根据系统匹配对应法兰，手册中提供各法兰尺寸图供参考。
3. 电气连接
线缆要求：使用带应变 relief 的 15 针高密度 D-sub 母头线缆；为符合 EN61326-1 抗干扰要求，需用编织屏蔽线缆，屏蔽层两端连接金属 hood，电源端接地。
引脚功能：15 针 D-sub 连接器引脚分工明确，核心引脚包括：1 脚（RS485-/RS232 TXD）、2 脚（RS485+/RS232 RXD）、3 脚（电源 + 24V）、4 脚（电源 -）、5 脚（模拟输出 +）、6 脚（模拟输出 -）、9 脚（除气状态）、10 脚（灯丝选择）、13 脚（除气开启），及 3 个继电器的公共端（7、11、14 脚）和常开端（8、12、15 脚），具体可参考 “979B 传感器电气连接表”。
注意事项：模拟输出负极（6 脚）不得与电源负极（4 脚）或其他接地连接（会导致电流分流，产生测量误差，线缆越长误差越大）；接感性负载（如螺线管、变压器）时，需加装灭弧网络（电阻 R 和电容 C），计算公式为
C=I 2/(1×10 7)（法拉）、R=E/I a（欧姆，其中a=1+(50/E)），且 R 最小 0.5Ω、C 最小 1.0×10⁻⁹F。
操作控制
1. 控制与状态引脚操作
除气开启（Pin13）：接电源地时启用除气，优先级高于 DG 命令或除气按钮；除气 30 分钟超时后，需断开再重新接地以重启除气，且每 4 小时除气不得超过 30 分钟。
除气状态（Pin9）：除气关闭时为开路 / 悬浮，开启时接地；可外接≤24 VDC 的上拉电阻，电流需＜15mA。
灯丝选择（Pin10）：通过接 / 断电源地切换活性灯丝，切换状态而非固定选择某一灯丝。
2. 出厂默认设置
传感器参数预设为默认值，核心包括：活性灯丝 1、地址 253、波特率 9600、除气电源关闭、发射电流自动（20μA＞1×10⁻⁴ Torr，1mA＜1×10⁻⁴ Torr）、控制设定点启用、灯丝电源关闭、气体修正 1、气体校准类型氮气、3 个设定点禁用、滞后值 1.10E0 Torr、设定点值 1.00E0 Torr、设定点方向 “低于（BELOW）”、保护设定点 1.0E-2 Torr、单位 Torr、模拟输出 DAC1、RS485 测试关闭、RS 延迟开启。
3. RS-485/RS-232 通信协议
基本参数：支持 4800-115200 波特率（默认 9600），数据格式 8 位数据位、无校验、1 位停止位；RS-485 为半双工两线制，与 RS-232 协议相同。
地址规则：标准地址 001-253（默认 253）；通用地址 254（用于未知地址设备通信，会响应）、255（广播地址，执行命令但不响应，如批量修改波特率）。
命令语法：查询格式为@<设备地址><查询指令>?;FF（如查询波特率：@253BR?;FF），命令格式为@<设备地址><命令指令>!<参数>;FF（如修改波特率为 19200：@253BR!19200;FF）；响应以 ACK（成功）或 NAK（失败）开头，NAK 代码对应不同错误（如 160 = 未识别消息、169 = 参数无效、172 = 值超出范围等）。
4. 核心命令集
命令分为设置、状态、压力测量与除气、设定点、校准 5 类，核心命令如下：
命令类型 命令标识 功能描述 示例
设置命令 AF（活性灯丝） 查询 / 选择热阴极传感器的 2 个灯丝（值 1/2） 查询：@001AF?;FF；设置：@001AF!2;FF
AD（地址） 查询 / 设置设备地址（001-253） 查询：@254AD?;FF；设置：@001AD!002;FF
BR（波特率） 查询 / 设置波特率（4800/9600 等） 查询：@001BR?;FF；设置：@001BR!19200;FF
DAC（模拟输出） 查询 / 设置模拟输出类型（1=DAC1，2=DAC2） 查询：@001DAC?;FF；设置：@001DAC!2;FF
FD（出厂默认） 恢复所有用户校准值至出厂默认 命令：@001FD!;FF
状态命令 DT（设备类型） 查询设备类型 响应：@001ACKMP-HC 979B;FF
FS（灯丝状态） 查询活性灯丝的开关状态（ON/OFF） 查询：@001FS?;FF
FV（固件版本） 查询固件版本 响应：@001ACK1.00;FF
SN（序列号） 查询设备序列号 响应：@001ACK0000012345;FF
T（传感器状态） 查询热阴极状态（F = 灯丝故障、G = 热阴极开启等） 响应：@001ACKO;FF（O = 正常）
压力测量与除气 FP（灯丝电源） 开关灯丝电源（仅控制设定点禁用时有效，压力＞5×10⁻² Torr 禁用） 命令：@001FP!ON;FF
DG（除气电源） 开关除气（压力需＜1×10⁻⁵ Torr，30 分钟自动关闭） 查询：@001DG?;FF；设置：@001DG!ON;FF
PR1/PR2/PR3（压力读数） 分别读取 MicroPirani（PR1，1×10⁻³ Torr 以上）、热阴极（PR2，1×10⁻⁴ Torr 以下）、组合读数（PR3，全范围） 查询：@001PR1?;FF；响应：@001ACK1.23E-2;FF
设定点命令 SPx（设定点值） 查询 / 设置 3 个设定点的压力值（科学计数法） 设置：@001SP1!1.00E-3;FF
SDx（设定点方向） 查询 / 设置设定点方向（BELOW/ABOVE） 设置：@001SD1!ABOVE;FF
SHx（滞后值） 查询 / 设置设定点滞后值（避免继电器抖动，需与方向匹配） 设置：@001SH1!1.10E-3;FF
ENx（启用设定点） 启用 / 禁用 3 个设定点 命令：@001EN1!ON;FF
校准命令 ATM（大气压校准） 校准 MicroPirani 满量程（需通风至大气压，稳定 20 分钟） 命令：@001ATM!7.60E+2;FF
VAC（真空校准） 校准 MicroPirani 零点（需抽至＜1×10⁻⁴ Torr，稳定 20 分钟，热阴极压力＜1×10⁻⁴ Torr 时自动校准） 命令：@001VAC!;FF
GT（气体类型） 查询 / 设置 MicroPirani 的测量气体（氮气 / 空气 / 氩气等，默认氮气） 设置：@001GT!NITROGEN;FF
GC（气体修正） 查询 / 设置热阴极的气体修正系数（0.10-50.1，默认 1，如氩气 1.29） 设置：@001GC!1.29;FF
模拟输出与气体修正
1. 模拟输出计算与表格
DAC1：压力计算公式P=10 (2V−11)(Torr），手册提供 1.0E-10 Torr（0.50V）至 1.0E+03 Torr（7.00V）的详细电压对应表。
DAC2：压力计算公式P=10 0.75 V−7.75（Torr），同样提供完整的压力 - 电压对应表。
2. 气体修正系数
MicroPirani 基于气体热导率测量，热阴极基于气体电离测量，均需根据气体类型修正：
气体 化学式 气体修正系数（GC）
空气 - 1.00
氩气 Ar 1.29
二氧化碳 CO₂ 1.24
氘气 D₂ 0.35
氦气 He 0.18
氢气 H₂ 0.46
氪气 Kr 1.94
氖气 Ne 0.30
氮气 N₂ 1.00
一氧化氮 NO 1.16
氧气 O₂ 1.01
六氟化硫 SF₆ 2.50
水 H₂O 1.12
氙气 Xe 2.87
维护与故障排查
1. 日常维护
清洁：外壳可用水或酒精清洁，避免液体进入电子外壳；传感器管禁止清洁（可能损坏元件），污染严重时需更换传感器。
除气操作：热阴极传感器受工艺气体污染时（尤其压力≤10⁻⁸ Torr 时灵敏度漂移），需定期除气；除气时压力需＜1×10⁻⁵ Torr，期间可测量压力但读数可能高于系统压力，压力＞1×10⁻⁴ Torr 时除气暂停，降至阈值后重启，30 分钟自动终止，每 4 小时除气不超过 30 分钟。
2. 常见故障与解决
故障现象 可能原因 / 解决方法
RS-485/RS-232 无响应 1. 缺少起始字符 @；2. 地址错误（可尝试 @254;FF 查询）；3. 缺少终止字符；FF；4. 波特率不匹配；5. 电气连接缺失 / 错误
MicroPirani 读数过高 / 过低 /
