MG2新型超声波双层测厚仪.docx

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MG2新型超声波双层测厚仪

新型超声波双层测厚仪

MG2系列

美国泛美公司（Panametrics-NDT）

操作手册

上海高致精密仪器有限公司

1.说明

MG2系列仪器功能对照表格：

MG2系列功能

MG2

MG2-XT

MG2-DL

厚度测量范围0.5mm-635mm

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与一套完整的双晶探头的兼容性

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厚度显示分辨率最高可达0.01mm

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场致发光显示背景灯

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自动探头识别

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高温测量性能

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20次/秒的快速测量速率

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快速最小值模式

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冻结模式

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零位补偿模式

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显示保持/空白

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英寸/毫米模式

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低电池指示器

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150小时电池操作时间

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电池保护

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两年有限制的质保期（可选）

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增益调节

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自动灵敏度增益优化

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差值模式

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透过-涂层测量

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回波-回波

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高-低报警

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内部数据记录器

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USB端口

注意：

MG2和MG2-XT的USB端口只用于内部软件的升级。

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2.基本操作

本章节介绍MG2基本的测量技术。

仪器设置成如下状态从厂家发出。

标准分辨率：

0.01mm

声速：

0.2260in/us或5.740mm/us（随机器附带的碳钢试块的近似声速），见如下注释。

显示空白模式：

当不做测量时显示空白。

选择这些状态来示范仪器的简单使用。

这些默认设置的详细解释可在本手册后面的章节中查找。

当操作者熟悉了此仪器的高级性能时可改变这些设置值。

注意：

声速的默认值只是试块材料的声速近似值。

中低碳合金钢典型声速为0.226in/us或5.740mm/us。

因此，如果你发现该默认值在材料测量时给出了不精确的结果，请参看校准章节（第3章）。

2.1初始设置

第一次操作仪器时按下面的步骤进行：

1、将探头插入MG2顶部连接口处。

注意：

当拔出探头时，只可以拔出插头处而不能拔探头电缆线。

2、按ON/OFF键将仪器开机。

探头不耦合在试块上，在开机屏幕显示后，显示屏显示如下：

这意味着仪器需要做下面的探头零位补偿步骤：

3、擦去探头表面的耦合剂。

4、按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）。

仪器显示一个零位数值然后显示测量屏幕：

5、现在就可以进行测量。

当前使用的单位在显示屏右边标明。

按【2NDF】【↓】（SETUP设置），然后按【↓】加亮“UNITS单位”再使用【←】【→】选择英寸或者毫米单位。

6、按【MEAS】键。

注意：

以上步骤不能代替一般校准过程。

2.2测量

1、将耦合剂抹在试块或材料需要测量的点上，一般而言，材料表面越光滑，耦合剂可以越薄。

粗糙的表面需要较粘的耦合剂如凝胶或油脂。

对高温应用需要特殊的耦合剂。

2、将探头按在材料测量表面上，适中的压力使得探头在材料表面尽可能平。

3、在仪器显示器上读出材料的厚度。

注意：

欲得到更高的精度，必须同时做声速校准和零位校准。

2.3低电池

在正常条件下（不开启快速测量模式且关闭背景灯），一组电池最少能使用150小时。

在显示屏右下角的电池符号会标明电池寿命余量。

3.一般校准测量

3.1引言

MG2校准程序能调整测厚仪，使在特定温度下，使用选定的探头对一特定的材料、能作精确地测量。

校准过程包括：

1、探头零位补偿：

校准每一个双晶探头延迟线的声波传播时间，从一台仪器到另一台仪器以及不同的温度它都会变化。

在设备开机、探头更换、探头温度明显变化时都必须做这一步骤。

2、材料声速校准或CALVEL：

用一块厚的已知厚度试块，其材料与被测材料一致，或者手动输入材料声速。

对于每一个新类型的材料都必须做这一步。

3、零位校准或CALZERO：

用一块薄的已知厚度的试块，其材料与被测材料一致。

与前面两个校准不一样的是：

除非在要求很高的绝对精度（高于±0.004″或±0.10mm）条件下，该步骤可以不用做。

如果需要，对每一个新的探头和材料的组合该校准只需做一次。

当探头温度变化时，不需反复做零位校准，探头零位补偿能调整探头内的温度变化。

3.2探头零位补偿

当显示“DO——”并且显示ZERO符号（DOZERO）时必须做该步骤。

欲做零位补偿，先擦掉探头表面的耦合剂，按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）。

仪器将立即显示零位校准数值然后自动进入测量模式。

当测量表面远高于或低于室温时，按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）可以对探头内部任何的温度变化进行补偿。

3.3声速和零位校准

材料声速和零位校准步骤必须使用相同材料一厚一薄的两个校准试块完成。

1、擦掉探头表面的耦合剂，然后按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）更新探头零位补偿。

2、将探头耦合在厚的校准试块上。

3、按【CALVEL】。

4、当厚度显示稳定时，按【ENTER】。

5、将探头移开试块，用【↑】【↓】输入厚试块的厚度值。

6、将探头耦合在薄试块上，按【CALZERO】

7、读数稳定时，按【ENTER】

8、将探头移离试块，用【↑】【↓】输入薄试块的厚度值

9、按【MEAS】完成校准并回到测量模式。

注释：

声速校准总是在厚试块上进行，零位校准总在薄试块上进行。

注释：

校准之前，当耦合剂到薄的校准试块上时，测量读数值与正确读数之间的偏差应该在±0.010英寸或±0.20毫米内，如果显示的厚度为薄校准试块的两倍或多倍，而且声速值大致接近实际声速，则仪器处在“多倍测量状态”，也就是说，测量的是第2个或第3个多次反射回波。

此时不能做声速和零位校准，如果做校准会导致错误发生。

此时应该纠正这种多次回波产生的原因。

产生原因或者是校准试块薄于探头技术性能，探头发生误操作，或是因为仪器发生误操作。

3.4材料声速校准

3.4.1未知声速材料

欲做材料声速校准，必须使用与被测材料一样的校准试块。

试块与被测量材料最厚处厚度接近并且表面为平面、光滑、上下表面平行并确切地知道试块的厚度。

步骤：

1、擦掉探头表面的耦合剂，然后按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）更新探头零位补偿。

2、探头耦合到试块上。

3、按【CALVEL】键。

4、厚度读数稳定时，按【ENTER】。

5、移离探头，用【↑】【↓】输入试块厚度。

6、按【MEAS】键完成校准并返回到测量模式。

返回到测量模式时如果仪器发出两声笛音，那么在校准过程中出现了错误并且声速没有改变。

最可能的问题是输入的厚度值不正确。

声速校准后（或在测量模式下任何时候），按【2NDF】，【CALVEL】（VEL）可对读出和记录该材料的声速。

以后，在测量该种材料时，不需做试块校准，可以直接按箭头键输入声速值。

注释：

任何材料的声速都会随温度而变化，要获得最高的精度，校准试块必须与被测物品处于大致相同的温度。

3.4.2已知声速材料

当准备测量一个不同的材料，如果已知声速，那么无需按上面的步骤做声速校准，只需直接输入声速值即可。

1、测量模式下按【2NDF】，【CALVEL】（VEL），显示当前的声速。

2、按【↑】【↓】将数字改变成所需的值。

3、按【MEAS】完成输入并返回到测量模式。

如果在按【MEAS】键之前仪器关机，声速值没有被更新，而是保留先前的值。

3.5零位校准

欲做零位校准，必须使用与被测材料一样的校准试块，试块厚度与被测材料最薄处厚度接近。

如果被测材料表面粗糙，那么校准试块表面同样也可以是粗糙的，以模拟被测材料的实际表面。

粗糙表面会降低测量的精度，但是，在校准试块上模拟实际测量表面条件有助于改善测量结果。

试块实际厚度必须已知。

1、在测量模式下擦掉探头表面的耦合剂，然后按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）更新探头零位补偿。

2、探头耦合到标准试块上。

3、按【CALZERO】键

4、待厚度读数稳定，按【ENTER】键，当LOS符号（无测量读数）显示时，【ENTER】键不被接受。

5、移离探头，用【↑】【↓】输入试块的厚度。

6、按【MEAS】键完成校准并返回到测量模式。

如果在按【MEAS】键之前仪器关机，零位值没有被更新，而是保留先前的值。

如果在返回到测量模式时仪器发出一声长的笛音，那么在校准过程中出现了错误并且零位值没有被改变。

最可能的问题是输入的厚度值不正确。

3.6THRU-COAT（透过—涂层）校准（只用于MG2-XT和MG2-DL）

THRU-COAT（透过—涂层）是一种特殊的功能，它能测量带有覆盖层或油漆层材料的实际金属厚度。

该功能只需单个底面回波信号，建议用于材料外部有漆层并且有严重腐蚀的情况。

THRU-COAT（透过—涂层）测量只能使用D7906和D7908探头。

当连接一个THRU-COAT（透过—涂层）探头然后开机，或是将开机后仪器上的探头换成一个THRU-COAT（透过—涂层）探头时，仪器显示提示信息“DO——”

设置THRU-COAT（透过—涂层）参数，按下面步骤：

1、擦掉探头表面的耦合剂

2、按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO），显示THRU-COAT（透过—涂层）设置对话框。

3、按【←】或【→】选择开启（ON）或关闭（OFF）THRU-COAT（透过—涂层）赋能选项，按【ENTER】

4、按【←】或【→】选择好（OK）或取消（CANCEL），然后按【ENTER】。

3.6.1THRU-COAT（只应用于金属）校准（只用于MG2-XT和MG2-DL）

本校准只校准金属厚度的声速和零位偏移。

该校准用于用户希望测量带有覆盖层或油漆层材料的实际金属厚度。

而涂层的实际厚度并不重要的情况。

做本次校准将使用一个默认的涂层声速值。

1、探头耦合到厚的校准试块，在THRU-COAT（涂层）模式下按【CALVEL】

2、当读数稳定时，按【ENTER】

3、将探头从材料上移开，用【↑】【↓】键输入试块的厚度

4、将探头耦合到薄的校准试块，按【CALZERO】

5、当读数稳定时，按【ENTER】

6、将探头从材料上移开，用【↑】【↓】键输入试块厚度

7、按【MEAS】完成校准

3.6.2THRU-COAT（金属和涂层）校准

本次校准将校准金属的声速和零位偏移以及涂层的声速。

按下面的步骤校准钢和涂层的声速

注释：

除非要求涂层厚度完全准确，我们无需做这个校准。

不做这步校准不会影响钢的测量，只影响涂层测量的准确度。

1、探头耦合到厚的校准试块，在THRU-COAT（涂层）测量模式下按【CALVEL】

2、读数稳定时按【ENTER】

3、探头从材料上移开，使用【↑】【↓】输入试块厚度值

4、探头耦合到薄的校准试块，按【CALZERO】

5、当读数稳定时按【ENTER】

6、探头从材料上移开，使用【↑】【↓】输入试块厚度。

按【CALVEL】

7、探头耦合到一块已知涂层厚度的样块上，待读数稳定时按【ENTER】

8、探头从材料上移开，用【↑】【↓】输入涂层厚度

9、按【MEAS】完成校准

注释：

THRU-COAT（涂层）能测量0.005”（0.12mm）以上的涂层。

如果测量带涂层的钢时涂层值不显示，涂层厚度可能低于涂层厚度测量功能的最低值或是在其他方面不能由涂层性能解决。

在这种情况下，涂层厚度会加到钢的厚度上而产生错误。

你可以试着用回波——回波模式，或者把涂层去除。

3.7回波——回波校准

回波——回波模式允许MG2-XT和MG2-DL测量带涂层金属的实际厚度而忽略涂层厚度。

回波——回波模式测量的是从一个底面回波到下一个底面回波。

在这些回波之间的时间间隔不包括通过任何当前存在的漆层、树脂层或者有机涂层的时间。

MG2-XT和MG2-DL的回波——回波模式能测量的厚度范围为2.5mm-12.5mm。

如果需要测量带涂层的金属厚度超出范围，则建议使用THRU-COAT（透过-涂层）功能。

激活回波-回波模式：

1、测量模式下，按【2NDF】【↓】（设置）

2、在MEAS菜单中用【↓】键加亮MeasOption（测量选项）

3、用【←】或【→】在Standard（一般测量）和AutoEcho-to-Echo（自动回波-回波）模式间改变。

4、按【MEAS】返回到回波-回波测量模式。

校准回波-回波功能：

1、擦掉探头表面的耦合剂，然后按【2NDF】，【CALZERO】（Do-ZERO）对探头做零位补偿。

2、探头耦合到厚校准试块上（高于2.5mm，低于12.5mm），然后按【CALVEL】

3、读数稳定时，按【ENTER】

4、探头移离材料，用【↑】【↓】输入试块厚度

5、探头耦合到薄校准试块上（高于2.5mm，低于12.5mm），按【CALZERO】

6、读数稳定时，按【ENTER】

7、探头移离材料，用【↑】【↓】输入试块厚度

8、按【MEAS】完成校准

注释：

回波-回波测量模式只在厚度范围为2.5mm-12.5mm下工作。

4.MG2系列仪器其他性能

MG2系列测厚仪有一些其他便利的性能，这些性能的使用对基本操作来说不是必须的，但是，它们使得仪器更加灵活多用。

下面是可以直接从面板进入的附加功能

表4-1A与4-1B：

三种仪器均有的功能仅MG2-XT与MG2-DL有的功能仅MG2-DL有的功能

Backlight（背景灯）GainAdjust（增益调节）

Freeze（冻结）MaterialGainSensitivityDatalogger

Optimization（材料增益灵敏度优化）数据记录器

其他功能可在设置模式进入，要进入或改变这些功能，按【2NDF】【↓】（设置）。

包括如下功能：

MG2系列仪器

仅MG2-XT与MG2-DL有的功能

仅MG2-DL有的功能

●英寸/毫米转换

●分辨率

●最小值/最大值

●显示保持/空白

●测量速率

●校准锁定

●按键音

●非激活时间

●基数

●LCD对比度调节

●重新设置

●诊断

●报警

●差值模式

●时钟

4.1背景灯

显示器背景灯可在内部以明亮且均匀的光线照亮液晶显示屏幕。

这使得显示器在高亮度环境和低亮度或全黑环境下都具有很好的观察性。

切换到背景灯开/关：

●MG2和MG2-XT：

按【Lightbulb】键

●MG2-DL：

按【2NDF】【FREEZE】（LIGHT/LCD）

另外，当背景灯开启时，可选择自动背景灯模式，该模式只有在有读数时开启背景灯，而且在LOS（无读数）后5秒关闭背景灯。

选择自动背景灯：

1、按【2NDF】【↓】（SETUP）

2、按【→】选择“SYSTEM”

3、按【↓】加亮背景灯模式

4、按【←】和【→】在正常和自动间选择

5、按【MEAS】以新的设置返回到测量模式

调节对比度：

该功能允许MG2系列仪器调节显示的对比度（亮或暗）

调节MG2和MG2-XT的显示对比度：

1、测量模式下，按【2NDF】【LIGHTBULB】（LCDADJ）

2、用【↑】【↓】调节对比度

3、按【ENTER】退出对比度调节模式

调节MG2-DL的显示对比度：

1、在测量模式下，按【2NDF】【FREEZE】（LIGHT/LCD）开启背景灯并开始对比度调节

2、用用【↑】【↓】调节对比度

3、按【ENTER】退出对比度调节模式

4、按【2NDF】【FREEZE】（LIGHT/LCD）关闭背景灯

4.2冻结模式

按下【FREEZE】键时可冻结厚度显示，再次按下【FREEZE】键或【MEAS】显示返回到实时测量状态。

当用户希望保持显示的厚度读数时该功能是非常有用的。

它对高温厚度测量应用非常有用，可限制探头接触时间。

冻结功能也可与最小/最大值功能联用。

4.3增益调节（只用于MG2-XT和MG2-DL）

增益调节允许通过一个固定的数值在正常测量灵敏度上增加或减少（约为10dB高增益和6dB低增益）。

在那些需要比默认增益高或低，但是需要使用一个固定灵敏度增加而不是与测量噪声成比例的灵敏度时的应用中，该功能是有用的。

对所有的高温测量一般都推荐使用增益调节功能。

从默认增益值来调整灵敏度：

在测量模式下，按【2NDF】【←】（GAIN增益）在高增益、低增益和默认增益之间转换。

4.4材料增益灵敏度优化（只用于MG2-XT和MG2-DL）

在一个特定的探头和材料组合中，材料增益灵敏度优化功能允许通常的测量灵敏度相对于测量的峰值噪声来增加或减少增益。

一般而言，MG2系列仪器调整接收器增益和检测水平取决于探头类型和接收到的回波特性。

同样的，每一种探头类型利用它的最大增益和检测值来避免任何相关探头或相关材料的噪声被作为厚度回波显示。

这一点在许多腐蚀材料测量应用中实现的最好。

另一方面，在某种特殊情况下，修改这些对灵敏度的固定限制值是很有益处的。

MG2-XT和MG2-DL的材料增益灵敏度优化功能通过使用实际材料噪声水平测量而不是固定的提升增益或固定的衰减器来进行最优化。

当探头耦合到感兴趣材料的厚样品上时，仪器测量峰值噪声水平最高达到一个给定的底面厚度。

然后增益和检测值被调整到产生一个最小底面厚度的灵敏度而不会放大噪声。

在不同的材料上做灵敏度优化步骤可能会产生不同的结果。

在粗晶材料如铸铁或高表面噪声材料如铝的情况下，这个步骤可能会导致灵敏度的降低。

在粗糙表面的热材料或其他高衰减但低噪声材料情况下，这个步骤会引起灵敏度的增加。

实现自动材料增益灵敏度优化：

1、在测量模式下，按【2NDF】【ENTER】（GAINOPT增益优化），仪器将显示0.000

2、使用【↑】【↓】输入近似的壁厚，如果你不确定该值时最好往低估计

3、将探头耦合到材料样块上并按【MEAS】。

优化功能将实现而且仪器会自动返回到测量模式。

增益符号将通过显示“GO（GainOptimized增益被优化）”来指明增益不是在默认值。

返回到默认增益：

通过按【2NDF】【←】键，直到增益符号显示空白时就恢复到默认增益。

当仪器关机然后在开机也可恢复到默认增益。

4.5测量设置

测量设置菜单允许用户开启或关闭MG2系列仪器的许多附加测量功能。

测量设置功能包括：

●测量选择（只用于MG2-XT和MG2-DL）

●单位

●分辨率

●最小值/最大值

●显示保持/空白

●测量速率

●校准锁定

●ID覆盖（只用于MG2-DL）

4.5.1测量选择（只用于MG2-XT和MG2-DL）

测量选择允许用户从一般测量改变到自动回波-回波测量。

一般测量模式在第一个底面回波上进行测量。

该模式用于大多数不带涂层或漆层的材料的应用。

如果该测量模式用在有漆层的材料上，漆层的厚度将会加到厚度读数中。

自动回波-回波模式是在两个连续的底面回波上进行测量，而且用于忽略漆层或覆盖层并且给出实际金属厚度读数。

在钢中，这种模式的厚度测量范围限于2.5-12.5mm。

激活测量模式：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”选项

3、使用【↓】加亮“MEASOPTION测量选项”并按【←】【→】选择“STANDARD一般测量”或“AUTOETOE自动回波-回波”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.2单位

允许用户在英寸测量单位和毫米测量单位间转换。

改变单位：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”菜单

3、使用【↓】加亮“UNITS（单位）”并按【←】【→】选择“INCHES（英寸单位）”或“METRIC（毫米单位）”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.3分辨率

允许用户改变在厚度显示屏上显示的小数点的位置

用户可在标准分辨率（0.01mm）和低分辨率（0.1mm）之间选择

改变分辨率：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”菜单

3、使用【↓】加亮“RESOLUTION（分辨率）”并按【←】【→】选择“STANDARD标准”或“LOW低”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.4最小值/最大值

允许用户将仪器设置在最小/最大值扫描模式。

该功能允许用户在一个区域上扫描并能快速确定最小厚度和最大厚度。

最小值/最大值模式显示实时厚度并且在LOS状态（无信号）时能调用该最小/最大厚度。

实时厚度值以实心数字形式显示，而调用的最小值/最大值以空心形式显示。

最小值/最大值保存在临时存储器中直到新的最小/最大厚度值替换了它或是按下【MEAS】来重置该最小值/最大值。

选择最小值/最大值模式时，MG2会自动转换到20Hz的快速测量速率模式。

选择最小值/最大值模式：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”菜单

3、使用【↓】加亮“MIN/MAX（最小值/最大值）”并按【←】【→】选择“OFF关闭”、“MIN最小值”或“MAX最大值”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.5显示保持/空白

显示保持/空白控制：

●显示保持（HOLD）：

在停止测量时（LOS状态）仪器能保持最后一个测量值

●显示空白（BLANK）：

在停止测量时（LOS状态）显示器无厚度值显示

MG2系列默认设置是在没有测量时无测量显示值。

当选择显示保持时，实时厚度读数以实心数字显示而且显示保持的测量值以空心数字显示。

改变显示保持/空白：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”菜单

3、使用【↓】加亮“HOLD/BLANK（显示保持/空白）”并按【←】【→】选择“BLANK显示空白”或“HOLD保持”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.6测量速率

测量速率功能允许用户显示测量更新率。

用户可在正常（4Hz）和快速（20Hz）之间选择。

注意：

改变到快速更新率上会在很大程度上影响MG2系列测厚仪的电池寿命。

改变测量速率：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”菜单

3、使用【↓】加亮“MEASURERATE（测量速率）“并按【←】【→】选择“NORMAL正常”或“FAST快速”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.7校准锁定

在启用校准锁定功能时允许用户锁定校准从而不能改变它。

在锁定激活时如果用户试着改变校准，仪器会显示一个“CALLOCK”信息。

激活校准锁定功能：

1、按【2NDF】【↓】（Setup设置）显示设置菜单

2、使用【←】【→】加亮“MEAS（测量）”菜单

3、使用【↓】加亮“CALLOCK（校准锁定）“并按【←】【→】选择“OFF关闭”或“ON开启”

4、按【MEAS】返回到测量模式

4.5.8ID覆盖（只用于MG2-DL）

ID覆盖允许用户锁定ID位置，从而能将厚度读数保存这个ID位置，仪器会弹出一个信息提示框询问是否用户希望覆盖存储的厚度值。

激活ID覆盖：

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