的3脚SCK，芯片U6的7脚接接插件J2的4脚SDO，芯片1]6的6脚接接插件J2的5脚SDI，芯片U6的4脚接微电流测量电路参考地，芯片U6的5脚与接插件J2的7脚相连后接数字地DGND，电容Cx—端接微电流测量电路参考地，另一端接数字地DGND，接插件J2的6脚XZ接光耦U8的4脚，光耦U8的3脚接数字地DGND，光耦U8的I脚接+5V端，光耦U8的2脚通过电阻R31分别接电阻R33—端、运放U5的7脚，电阻R33另一端分别接电阻R28的另一端、电容C37—端、运放U5的5脚，电容C37的另一端接微电流测量电路参考地，运放1]5的6脚分别接电阻R41 —端、电阻R30—端，电阻R30另一端接微电流测量电路参考地，电阻R41另一端通过电阻R29接Vref5V，模块电源M2的I脚与电容C24—端相连后接+24V，模块电源M2的2脚与电容C24另一端相连后接+24V参考地GND，电容C22与电容C23并联，模块电源M2的6脚接电容C22正极并作为供电端+12V，模块电源M2的4脚与电容C22负极相连后接微电流测量电路参考地，模块电源M3的I脚与电容C26—端相连后接+24V，模块电源M3的2脚与电容C26另一端相连后接+24￥参考地6仰，模块电源13的6脚分别接电容025正极、二极管01、02、03、04正极并作为供电端+9V，模块电源M3的4脚与电容C25负极相连后接微电流测量电路参考地，二极管Dl的负极接电容C27—端并作为供电端+VI，二极管D2的负极接电容C28—端并作为供电端+V2，二极管D3的负极接电容C29—端并作为供电端+V3，二极管D4的负极接电容C30一端并作为供电端+V4，电容C27、C28、C29、C30的另一端相连后接微电流测量电路参考地，模块电源Ml的I脚与电容C32—端相连后接+24V，模块电源Ml的2脚与电容C32另一端相连后接+24V参考地GND，模块电源Ml的4脚分别接电容C31负极、二极管D5、D6、D7、D8负极并作为供电端-9V，模块电源Ml的6脚与电容C31正极相连后接微电流测量电路参考地，二极管D5的正极接电容C33—端并作为供电端-VI，二极管D6的正极接电容C34—端并作为供电端-V2，二极管D7的正极接电容C35—端并作为供电端-V3，二极管D8的正极接电容C36—端并作为供电端-V4，电容C33、C34、C35、C36的另一端相连后接微电流测量电路参考地，J3的4脚接+24V，J3的I脚接+24V参考地GND。
[0013]上述运放U1、运放U2、运放U3、运放U4的型号均为ICL7650。运放U5型号为17358。芯片U6型号为LTC1865。运放U7型号均为0P07A。光耦U8、光耦UlO型号均为P281。基准U9型号为TL431。
[0014]如图3、4所示，一种高精度真空管真空度测试仪的测试方法，单片控制电路中，主要包括通讯部分、微电流软件测量设定部分、微电流采集检测部分和设置在单片控制电路中的控制程序。
[0015]真空管负载分别与真空管真空度测试仪电路中的30kV高压直流电源电路和微电流测量电路连接;所述上位机与真空管真空度测试仪电路中的单片控制电路连接。
[0016]在通讯部分中，主要包括单片机I和单片机2，触控屏与单片机I之间采用RS485通讯方式，单片机I与单片机2之间采用SPI串行外设接口通讯总线，单片机2与上位机之间采用RS232通讯方式。其中单片机I用于触控屏与单片机2之间的数据传输，单片机2为测试仪的控制单元。RS485通讯参数设置为波特率19200bps，数据位8，停止位I，无校验。SPI串行外设接口是一种高速的全双工同步通讯总线，单片机I与单片机2通过四根线连接，这种方式有效的解决了触控屏发送的指令和上位机发送的指令之间的互相干扰问题，并将电源区分为近距离本控(触控屏控制)和远程外控(上位机控制)两种独立的工作方式。RS232通讯参数设置为波特率19200bps，数据位8，停止位I，偶校验，通讯协议为M0DBUS-RTU串行通讯协议。
[0017]在微电流软件测量的本控设定部分，触控屏界面上可设定输出高压值和高压延时时间，这两个数据通过RS485通讯传输到单片机I，单片机I通过SPI通讯传输到单片机2，单片机2为控制执行单元，通过设定DAC7614-12位数模转换将数字量转换为模拟量来设定所需电压值，高压延时时间通过单片机2中的定时器控制完成。电压值为真空度测试仪要输出的高压，高压延时时间为高压到达稳定值后维持的时间。同时，触控屏设置的参数，由单片机2通过RS232传输到上位机界面。在微电流软件测量的外控设定部分，上位机上安装的上位机软件可设定输出高压值、高压延时时间，采集间隔时间，这些数据通过RS232通讯直接传输到单片机2，完成设定DAC7614和定时器的设置。该电压值为真空度测试仪要输出的高压，高压延时时间为高压到达稳定值后维持的时间，采集间隔时间为高压启动后采集的20个微电流中每个微电流之间的时间间隔，通过设定采集时间间隔，可找到采集的微电流峰峰值，以及微电流的整个测量过程的曲线。
[0018]在微电流采集检测部分，所测量的微电流范围为1nA?1.5mA，由于微电流的数量级差别较大，因此采集微电流值主要使用ADC1865-16位双通道模数转换器采集芯片完成，再由单片机2控制ADC1865的1口，通过高速光纤通讯传输控制，从而隔离高压端与单片机端，防止干扰单片机通讯和测量。ADC1865基准为5V，采样转换电路将微电流值分为两部分采集，以保证采集值精度。ADC1865的CHO通道采集1nA?1uA范围的微电流值，CHl通道采集I OuA?1.5mA范围的微电流值。
[0019]在微电流软件测量流程中，开始上电后，单片机程序初始化，上位机设置电压值，采集间隔时间，测量延时时间。测量开始后，首先按照所设定的采集间隔时间读取20个微电流值，然后单片机读取由高压反馈回来的90%电压值状态位，判断实际输出是否达到设定值的90%，当输出电压达到设定值的90%后，单片机2即按照设定的高压延时时间维持输出设定的高压，在延时结束之前，读取微电流稳态值，并将数据传回上位机，延时结束后，高压关闭，测量结束。当在测量过程中，如果实际输出高压值没有达到设定值的90%时，高压输出将直接被关闭，同时测量数据返回一个固定的错误数值。
[0020]通过微电流测量电路的高精度取样和运算，完成数据的精准采集。同时采用光纤通讯技术，一方面完成数据的数字化传输，另一方面实现电气隔离，防止高压侧对单片控制电路的干扰与冲击；
[0021]整个真空度测量仪器由单片机控制，它包括控制芯片、DA转换、RS485通信、RS232通信等，软件通讯协议为M0DBUS-RTU串行通信协议。通讯格式:波特率19200bps，数据位8，停止位I，校验位EVEN。
[0022]电源上电后，单片机程序初始化，由上位机设定电压值，采集间隔时间值，测量延时时间，其中，采集间隔时间为测量开始时测量得到的20个微电流值的间隔时间，测量时输出的高压上升时间小于200ms，通过设定采集间隔时间可以大致将真空度微电流曲线描绘出来。
[0023]高压直流电源作为真空测量的工作电源，采用谐振电路，减小输出纹波，提高真空度测量精度。
[0024]系统电路整体选择低噪声、低温漂、稳定性好的元器件，提高长期工作可靠性。
[0025]工作原理
[0026]单片控制电路接收到触控屏发来的控制信息，通过信号隔离电路传到30kV高压直流电源电路，30kV高压直流电源电路启动高压，高压工作通过被测件、高压缓冲电路及微电流测量电路回到30kV高压直流电源电路。
[0027]微电流测量电路通过高精度的微电流采样，将采集到的微电流值，按其量级分为两个通道，并经高精度组合运算放大，分别输出给高精度AD数模转换(LTC1865)电路的两个输入端，通过读取对应输入端电压，高精度AD数模转换电路将模拟电压转换为数字量，通过光纤隔离电路I及光纤隔离电路II传到单片控制电路，单片控制电路发送微电流值到触控屏，经触控屏转换将对应气压和电流变化曲线显示在屏上。另外，在无被测件时，微电流测量电路中的自检电路可有模拟出一个测量信号，用于判别微电流测量电路是否正常。
[0028]光纤接口电路用于真空度测量系统与上位机控制软件的连接，实现远程控制。
[0029]通过触控屏输入控制信息及显示测量信息，其内部可植入程序，可记忆多组对照参数，可根据单片控制电路返回信息显示电流压强数据及电流曲线，可设定输出电压、数据采集延迟时间、数据采集间隔、高压工作时间等。
【主权项】
1.一种高精度真空管真空度测试仪，包括设置在外壳内的高精度真空管真空度测试仪电路，所述高精度真空管真空度测试仪电路包括AC/DC供电电路1、AC/DC供电电路I1、30kV高压直流电源电路、高压缓冲电路、触控屏电路、光纤隔离电路1、光纤隔离电路I1、信号隔离电路、高隔DC/DC电路、单片控制电路及光纤接口电路，其特征在于:还包括微电流测量电路，所述30kV高压直流电源电路分别与AC/DC供电电路1、微电流测量电路及信号隔离电路连接，所述单片控制电路分别与高隔DC/DC电路、光纤接口电路、触控屏电路、信号隔离电